6360 パラシングル 超三結アンプの製作
1998/08〜2000/04 宇多 弘
１ 6360 概要
6360 は、（車載用を含む）VHF 送信機のドライブ段／終段用の「双ビーム」の9 ピン、ミニチュア管です。 この球は内部に中和措置がしてあるとのこと。と言うことは、RF 用法では pp (プッシュプル) にして、一方のプレートから他方のグリッドに、またその反対に中和用の微小キャパシタが結合されるように構造されているのでは、と考えられます。
雑誌等での 6360 製作記事の掲載例の記憶はありません。
Pp (許容陽極損失) は規格表「全日本真空管マニュアル」によれば=15W（勿論、両方のユニットで）です。 他のミニチュア管例では、7189A が AB1級 pp で一本当たり400V40mA 近い動作を許している例があるので、この Pp の値は、特段に大きいものではないようです。仕様概要から推定すれば、一本で 2W/2W 位のコンパクトなステレオ・アンプが構成出来そうです。
２ 基本回路は？
ところが、6360 の電極はスクリーングリッド (SG) は２ユニット共通であり、カソード (K) も共通です。この特徴？または欠点をどのように利用し、回避するかが基本回路のキメ手になりそうです。
2.1 ビーム接続単管シングル(ステレオ)
となれば、ビーム接続では単管シングルアンプとする場合、SG は大キャパシタで接地してゴマかし、K も同様にして、クロストークは無視できると考えますが、少し感覚的に納得できないので、イッソのこと K はベタ接地して、固定バイアスにした方がスッキリします。これで出力管 6360 一本にてステレオ・アンプが構成できます。ところが普通の超三結V1 回路では、自己バイアスなのでチョット問題です。
2.2 ビーム接続単管PP(モノ)
SG とK が共通なので、UL 接続と CNF 接続ができないこと以外には、シンプルな
pp 回路とする限りでは特に問題はないでしょう。6360 二本にてステレオ・アンプを構成できます。
2.3 三極管接続(パラシングル、パラPP)
SG と K が共通なので、必然的にパラ接続になります。6360 二本にて三極管接続のパラシングル・ステレオアンプが考えられます。三極管接続のパラ
pp も考えられますが、ステレオアンプでは ４本使うことになりチョット大がかりです。三極管接続とはいえ、Gm が高い球なので、相当の発振対策を必要とするでしょう。
2.4 ビーム接続のパラレルシングル
私はこれまでに五極管／ビーム管ではオソロシくてパラレル接続した経験はありませんでした。当然、理屈としてはあり得ますが、正常に動作させるためには、それ相当の発振防止対策を必要とするでしょう。しかし、全く方法がないという訳ではありません。
３ パラレル接続の発振危険性
ビーム接続のパラレル接続が発振に悩まされることは容易に予想されます。三極管接続のパラレル接続でもその危険は去らないでしょう。昔むかし学生の時に実験した
6J6 使用の 465MHz 市民バンドトランシーバの発振回路では、下記のように構成しました。
●両プレートに長さ10cm、間隔 4cm 程度の平行線 (レッヘル線と言い、同調用の
Lを構成) をピン足に直づけし、
●平行線の反対側をショートし、その中点に10 回巻位の RF チョークを挿入してB電圧を供給し、
●平行線の途中に10pF 程度の小容量のバリコンを入れ、
●両グリッドは 5kΩ 程度の抵抗にて接地し、
●共通カソードには10 回巻位の RF チョークを挿入して接地する。
これでグランデッド・グリッド (GG) 〜カソード結合 pp 発振回路として立派に動作します。 6J6 のプレートに供給するB 電圧を、6V6 シングルアンプの出力トランスの二次側をオープンしたチョーク負荷側から供給すれば、発振回路で直接 AM 変調した高周波が得られます。
パラレル接続のアンプは、上記の RF 発振回路に極めて類似しています。共通点は下記のとおりです。
●グリッド１はグリッドリークおよび配線によって接地から離れている。
●二つのプレートは出力トランスに接続する前に、もし少し長ければ、同調回路そのものとなる。
●パラ止めにいれるコイルと浮遊容量が同調回路を構成する。
●カソードは自己バイアス用の Ck/Rk および配線によって接地から離れている。
というこことは、正に「発振してくれ」と言っているのと同じなのです。 実際私の経験では、終段が三極管または三極管接続のパラレル接続にても、殆ど例外なく発振を伴い、防止対策を求められています。 下記はその例です。
●12AT7 ４パラ pp ：各グリッド直列1kΩ直づけ、各P に直列10Ω直づけ。
●6BQ5 三結パラ s ：上記に同じ。
●CV18 パラ pp ：二つのプレートキャップ間ショート。グリッドに直列
47Ω直づけ。
●CV18 パラ s ：プレートキャップ間ショート、各グリッド直列 47Ω直づけ。
パラレル接続にして、発振がどうしても止まらない場合の回避策としては、片側のユニットを殺してしまう〜深いバイアスを与えて、信号は入れず、プレートはカソードに接続する〜頬被りもできますが、これは最後の手段です。
４ 発振防止対策が肝心
上記例の発振防止対策は、すべてハイインピーダンス入力、カソード接地回路をベースに考えています。でも本気で発振防止対策を考えるならば、まだ方法があります。
4.1 グリッド回路のインピーダンスを下げる
出力管のグリッド回路が低インピーダンスならば、Cpg およびプレート配線からの浮遊結合による帰還の影響を軽減できます。前段の選択は・・・前段の内部抵抗・負荷抵抗が低ければ、それだけ発振の危険が遠ざかります。それは下記の順です。
高い＝電圧増幅五極管＞ハイμ電圧増幅三極管＞ローμ電圧増幅三極管＝低い
4.2 カソフォロ・ドライブを利用する。
もっとうまい方法があります。それは増幅段数が増えるけれど、カソードフォロワを併用することです。カソフォロの負荷抵抗を、ローμ電圧増幅三極管の内部抵抗以下に少なめに取って、しかも固定バイアス兼用にすれば、出力管のカソードを直接接地できて発振対策上からも自己バイアスより好都合です。
カソフォロ・ドライブは、本来は出力管のグリッド電流対策に用いられるのですが、この例では発振防止目的の低インピーダンス・ドライブであり、変わった用法です。 このドライブ法は、ビーム接続単管シングル、ビーム接続単管 pp、三極管接続 (パラシングル、パラ pp) ともに適用できます。 また発振しやすい 807 ビーム接続アンプ等に応用できます。
但し、超三結V1 回路では三極管のカソフォロを使っているとは言え、カソードが接地から離れている点からチョット問題です。
4.3 グリッド接地回路 (GGアンプ) を利用する。
グリッドを接地して、カソードに入力を加える回路です。以前製作した CV18 パラレルシングル・ステレオアンプに応用した回路です。
この回路では、丁度グリッドがプレートとカソードの間に入っているため、結合を回避するシールドの効果があると同時に、カソードのインピーダンスが低いので〜カソード回路のインピーダンスを十分低く設定できるので、まず発振することはありません。
GG アンプは、送信機の終段、または外付けパワーブースターまたはリニアーアンプとして使われていました。 GG アンプでは、ドライブ電力と出力管の合計出力が、出力トランスに現われ、ドライブ電力はムダにはなりません。 GG アンプならば、ビーム接続単管パラレルシングル(モノ)アンプが実現可能です。 但し、終段の
6360 カソード入力には少し工夫を要します。 おそらく、下記のようなドライバー回路が必要でしょう。
●出力管のチョーク負荷によるカソード・フォロワ出力ドライバー
●出力管のプレートフォロワ回路の出力マッチングトランス出力ドライバー
GG アンプの欠点は、初段と終段のプレートの信号の位相とが一致するため、PG
帰還などの負帰還が掛けにくく、超三結アンプが作りにくいことです。
５ 実装回路
色々条件を考えた末、ビーム接続パラシングルアンプとすることにしました。理由は簡単です。SG が共通、K も共通の条件下にて、不純な要素を排除した超三結V1 直結アンプとするには、パラシングルしかうまい方法がない、との考えです。
6360 の動作例カーブから、Ep=Esg=150V, 片ユニット当たりIp=40mA 程度の動作を想定し、パラシングルの実効出力は、やや控え目に見て
150V x 80mA = 12W の1/4 から 3W と予想しました。 少し歪んでも良いとするなら 4W となりましょうが、聴くに耐える音が得られるか否かは別問題です。
6360 パラシングル超三結アンプの構成は下記の通りです(1999/10)。
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6AS6 12AU7/2[D] 12AT7/2 6360 パラ
voltage.amp LNR voltage feedback power.amp
但し：LNR:Linearizer = 直線化装置、[D] = 二極管接続
5.1 実装設計1−−−回路、部品、電源まわり
何も考えずに、超三結V1 回路とします。 発振が確実で、それを覚悟のビーム接続パラシングルです。 発振対策ができ、それが及ぼす音への影響が少なければ成功です。 6360 の各 G1 に直列に挿入する抵抗、各 P に直列に挿入する抵抗は、できる限り少なくしたい所です。 各P の挿入抵抗にコイルを並列にして音への影響を軽減したいのですが、下手に抱かせると、このコイルが発振の原因になりかねないので注意が必要です。 むしろ G1/P 共に、ソケット上でパラった方が良いかもしれません。
6360 のカソード電圧は 60V 程度を確保したいので、750Ω〜810Ω 10W 程度で良いでしょう。 前段周りは今までの実績のある、6U8A/ 5EA8/ 6GH8A および 12AT7 をそのまま利用しましたが、1999/10 の改造では 6AS6-12AT7/2 に変更しました。 出力トランスには 80mA 流すので、愛用の小型出力トランスのお重ね（一次並列、二次直列）から中型出力トランスのお重ねに変更しました。
必要な B 電源はステレオにて200V x 160mA 程度ですが、それに超三結回路の終段カソード電圧カサ上げ分を加えて250V、供給電力の余裕を考えると最低
50W クラスの100V-100V セパレーショントランスによる倍圧整流、または100V-200V 昇圧トランスによるブリッジ整流を必要とします。
ヒーター関係は、6.3V3Aで丁度でしょう。
6U8A x 2 = 0.45A x 2, 12AT7 = 0.3A, 6360 x 2 =0.81A x 2 合計 2.82A です。
5.2 実装設計2〜実装−−−配置、取り付け、配線（試験用一号機）
試作には専用シャーシを作らずに、汎用 GT/MT 出力管実験用シャーシの前段、出力トランスそれに既製の実験用電源を利用しました。
5.3 動作試験と手直し
あれほど心配した発振を全く起こさないので安心し、かつ拍子抜けしました。 どうやら 6360 の G1 および P の並列配線をソケット上にて最短距離 =15mm 程度と詰めて、いずれにも発振抑制抵抗を共通にて挿入したのが正解だったようです。 初期には別々の発振抑制抵抗が必要かな？、それとも却って誘発するかな？という心配は杞憂に過ぎなかったのです。
一応、Ep,Esg を当たり、ほぼ予定通りであることを確認し、規格表に従って
Ik=75mA 近辺に設定しました。 プレート回路に挿入したストッピング・ダイオード 6AX4GTB での電圧降下を測定したら、Ip=72mAで何と10V 近く、コリャ駄目だと直ちに Si ダイオードの1N4007 に交換し、音もスッキリしました。
余談ながら、どうやら 6AX4GTB は整流管の 6BY5GA 同様に管内電圧降下が多くて、ストッピング・ダイオードには不適当という事です。すなわち球のストッピング・ダイオードは 6CA4 パラ、6AS7G(A)/6080 または 5998(A) の二極管接続が最適のようです。
音は端正ながら大抵のアンプに残るような「毒気」が感じられません。 やや原色的な少し間抜けな感じさえあります。 プレートがほぼ平面で電子の到達時間のバラツキが少ない所為かとも思われます。 パラシングルであっても電極の寸法精度が高いためか、2A3 の様にエコーのような響きは伴いません。
5.4 電圧帰還管の調整
前段の電圧帰還管を 12AT7/-U7/-X7/-Y7 と交換して比較して見ると、μの差以外に Rp (従ってGm) も動作全般に影響するようです。 12AU7 では内部抵抗が低すぎ、結局初段 6U8A の五極管部のバイアス電圧を浅くせざるを得ず、ヴォリュームを上げる途中からクリップに入るので、三極管ドライバー用負荷抵抗値の再検討が必要です。 逆に12AX7 では内部抵抗が高すぎ、五極管部のバイアス電圧を深くしても所定の P 電圧まで上がらず、6360 の自己バイアスが深すぎの状態です。
初段五極管の種類にも依存しますが、終段のプレート電圧が比較的低い超三結極管接続V1 の場合は、どうやら12AT7/12AY7 が適していること、また終段のプレート電圧が比較的高い場合には12AX7 が適していることを経験的に捕えていましたが、今回も同様な結果でした。 また12AT7 と12AY7 の比較では、後者が Rp (従ってGm も) 低く帯域全体が低いほうにズレて鈍重になる感じです。 12AT7 類似の 5965 も同様な傾向があります。
６ 本組み（二号機〜三号機）
本組み二号機は、電源容量等を備えた小型出力トランス二個を装備した 6EW7 超三結アンプを種アンプとして転用しました。 改造は至極簡単き、終段回りの抵抗と配線を変更し、6360 を挿してパワーオン、簡単に調整して全部で約一時間にて完了。 直ちに工作モードから音楽鑑賞モードにスイッチです (1998/8)。
暫く本機を他の超三結V1 アンプと聴き比べてみると、小型出力トランス一個の 6BQ5 超三結V1 アンプで感じられたような、フル出力時の伸び悩みの感じと、平板な音の感じが耳についてきました。 そこで三号機は中型出力トランスを二個使い一次パラ二次シリースに変更、外部電源から供給する写真に示すタイプに組み直しました。(1999/10)
以上
改訂記録
1998/08：本組み二号機
1999/10：出力トランスのパラレル化および外部電源化
2000/04：次の実験のため分解・消滅