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■DC9V→DC200V昇圧回路

真空管を使ったディストーションペダルを作ってみたいのですが、やはり本格的に真空管を動作させようと思うと高電圧が必要になってくるみたいです。Zvex Nano Headは小さいケースなのに真空管を高電圧で動作させているので何かヒントはないかとfreestompboxesで検索してみたところ、どうやらスイッチングによる昇圧を行っているらしいです。

今回の記事は以下のサイトを参考にしています。
Build a nixie power supply(PDF)
…nixie tube(ニキシー管)という真空管の一種を動作させるための電源が紹介されています。
Nixie HV Switching PSU
…こちらもニキシー管用電源です。ICは違いますがパーツについての解説があります。
Class A Subminiature Tube Guitar Amp
…Nano Headと同じような真空管アンプが紹介されています。

回路図は下図です。
14_90_1_200V.gif
基本的には参考にしたサイトのパクリです。手持ちの部品にあわせて値が変わっているところがあります。今回は電源電圧は9V(秋月電子の12VスイッチングACアダプターをレギュレーターで9Vにしたもの)、出力電圧は200Vです。実際真空管をつないだときの出力電流は1.6mA程度でした。動作は完全に理解できているワケではないですが、以下にパーツに関する注意などを書いておきます。

[抵抗器]
全て0.25W(=1/4W)の抵抗を使っています。R5,R7は2本合わせて220kΩ/0.5Wを1本でもOKです。トリマーは右に回すほど出力電圧が大きくなるようにしています。

[コンデンサ]
C3とC4は耐圧250V以上のものにします(C3はテスターでは9V程度の電圧しかかかっていないのですが念のため)。他のコンデンサは耐圧16VでOKです。C4の容量は2.2uFでも多分OKです。

[コイル]
出力電流をどのぐらい流すかによりますが、1A程度電流を流せるものにすればOKでしょう(今回は100mAぐらいの電流が流れました)また、直流抵抗が小さいほうが良いです。今回使ったのは1.6A,0.16Ωのものです。

[ダイオード]
耐圧250V以上、許容電流1A以上のものを使います。また、逆回復時間が50ns以下のものが適切らしいです(ウルトラファーストリカバリダイオードとかいうらしい)。秋月電子にあるER504は35nsなんですが図体がデカいです。

[トランジスタ]
Q1は耐圧250V以上、低オン抵抗(Rdson)、低ゲート電荷量(Qg)、低出力容量(Coss)のNチャネルMOSFETを使います。若干暖かくなります(さわれる程度)が放熱器は必要なさそうです。参考サイトではIRF740やIRF644が使ってありますが、秋月電子にある2SK3234でもOKでした。
Q2は汎用のNPN型トランジスタなら大体何でもOKだと思います。

[IC]
555という古くからあるタイマーICです。バイポーラタイプのNE555(LM555)はOKですが、CMOS版(LMC555)はあまり電流が取れないためダメらしいです。

※出力電圧・出力電流を上げれば、上記の耐電圧や許容電流をさらに上げなければいけなかったり放熱が必要となったりする場合があります。

部品レイアウトは下図です。基板の裏側にジャンパーをつけるというイレギュラーなことをしています(小さくしたかったので…)。参考程度に。
14_90_2_200Vl.png

今後この電源を使って真空管オーバードライブを作ってみる予定です。

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■Fender Champ Amp AA764改~後編~

07_88_1Champ.jpg
初めての真空管ギターアンプですが、あっさりと完成してしまいました。真空管はすごく熱くなるので本来はカバーか何かをつけないといけません。
ケース内部は下写真です。
07_88_2Champi.jpg
あんまりキレイとはいえません。まぁこんなもんでしょう。ラグ板はトランスを取り付ける穴を利用して取り付けました。部品レイアウトは一応手書きで書いていたんですが、ほとんどその場で考えながら組み立てました。ですのできちんとしたレイアウト図はありません。初めて単線をたくさん使いましたが、撚線より使いやすいですね。シャーシはタカチTM-180(W180×H40×D130)というアルミケースです。厚さ1mmなので強度が不安です。真空管の穴はハンドニブラ-で開けました。

動作中の各部の電圧は以下のようになりました。
[12AX7]
ピン1:151V ピン3:1.2V ピン6:156V ピン8:1.1V
[6BQ5(EL84)]
ピン3:8.1V ピン7:252V ピン9(B3+):247V
[電源]
整流直後:286V B2+:263V B1+:232V ヒーター:5.7V(AC)
※くれぐれも感電に注意!!

やはりヒーター電圧はちょっと足りません。でもちゃんと動作してるようです。他も設計と若干ずれてるところもありますが、大体OKです(真空管ギターアンプは結構いい加減に作っても動くらしい)。出力は計算上では3.8Wといったところです。歪ませた音を出したいときはラインアウトを使います。アッテネーターが欲しいところです。

完成後に気づいたのですが、回路図の可変抵抗の向きが間違っていましたので前編の記事を修正しています。ボリュームの配線は間違いやすいのでその場で考えて配線した方がよさそうです。

電源トランスと出力トランスの磁束の向きが同じみたいなのでハムノイズが心配でしたが、全然問題ないようです(防磁ケースなのかも)。音はというと、これぞ真空管の音(ということにしておきます)。そのうち録音環境が整ったら波形も見てみたいと思います。

~前編~に戻る

■Fender Champ Amp AA764改~前編~

ついに真空管ギターアンプに挑戦です。まずは回路が簡単なシングルアンプということで、(たぶん)最もポピュラーと思われるフェンダーのチャンプを作ってみたいと思います。トーン回路ありのAA764というバージョンを元にして、いろいろと変更しています。

下図が回路図です。
07_87_1Champs.gif

出力管は6V6から6BQ5(=EL84)に変更しています。あまり出力をかせぐつもりもなかったのでミニチュア管にしてみました。6V6と6BQ5では動作が違うため、6BQ5のデータシートに近い値になるように、R11の値を小さくしてC7の値を大きくしています。C7はとりあえずストックしていた電解コンデンサを使っただけなので47μF程度でもよいかと思います。

電源トランスはGarrettaudioの真空管リバ-ブ用のものです。一次側が120Vなので100Vで使うと二次側が約17%低い電圧が出てしまいます。ちょっとヒーター電圧が足りなくなりますが、まぁよいでしょう。ダイオード整流にしているので、整流後は280Vぐらいの予想です。もし他の一次側が100Vの電源トランスを使うとしたら二次側は220V(DC50mA)のものでよいかと思います。電源周りの電解コンデンサは47μFになっていますが、これは秋月電子でまとめ買いしたためです。全部22μFでもたぶん大丈夫だと思います。

出力は4Wぐらいの予想ですが、それでも自宅ではフルボリュームにはできません。「超初心者のための真空管アンプ製作講座」というサイトを参考にしてラインアウトを設けています。元の回路からいきなりいろいろ変更を加えていますが、果たしてうまくいくのか…

~後編~に進む

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