自作真空管アンプ 16A8 を使って5極管アンプを作ってみた

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16a8を使って真空管アンプを自作してみる記事です。
いやはや真空管ですよ真空管
作ってみるまで昔の映画に出てくるマッドサイエンティストとかが作る謎の機械に
ついている電球みたいなのと言った認識しかなかったわけで
もともと電圧が高く感電が怖いので作る気はなかったけれども
急に気になって部品を集め始めて作ってしまったという
とりあえず音が出て重大事故を起こさなかったら大成功みたいな感じで
二つの入門サイトを参考にさせてもらいつつ作ってみました。



回路図

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アンプの部分
いろいろ大雑把に計算、データシートを見ながら指でロードラインを引いたり
Ck2とCk3に出力段の電流ルートの短縮もしたいけれでも
容量の大きいコンデンサーも入れたいという
作者の優柔不断さが表れている。
あとトランスの位相はちょっとこんがらがる

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電源の部分
なぜトランジスタが左右で分けられて二つあるのかというと放熱の問題です
あと実装してあるのにヒューズを書き忘れるという
いろいろとボロボロである。


材料・部品

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メインシャーシ
このケースを土台部分にしていろんなパーツが乗っかる

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トランス類を格納するためのケース

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ボリュームとアルミ製のダイヤル
真空管回路なのに10kΩ
出力インピーダンスが高い機材につながない場合はボリュームの抵抗値が低いほうがノイズを拾いにくい


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磁器製の真空管ソケット


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二連式スイッチ
電源スイッチとヘッドホンとスピーカーの切り替えに使用
電源スイッチには別のタイプのを使ったほうが良い気がする

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RCAジャック


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入力1とヘッドホンジャックに使用



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スピーカーケーブルをつなげるための端子

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電源ランプ
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ヒューズホルダー

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ACアイレット
ノイズフィルター付きを使うつもりだったけどアースにつながないと感電する可能性があったので止めた

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ゴムブッシュ


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電源トランス


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アウトプットトランス

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ラグ板15P
電源回路部分に使用

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左右のアンプ部に使用

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ロシア製 真空管 16A8
きらきらと無骨さが同居している感じ

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整流用のダイオード

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リップルフィルター用に使うトランジスタ



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電源とリップルフィルターとデカップリング用のコンデンサー

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スクリーングリッド用のコンデンサー

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カップリングコンデンサーとデカップリング用の電解コンデンサーに並列につなぐためのコンデンサー


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固体コンデンサー 
電圧増幅段のバイアスのパスコン、霊験あらたかなOSコンを使えば良い音が出るはず、たぶん

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ニチコン ファインゴールド
電力増幅段の自己バイアスの抵抗に並列に入れるコンデンサー
ファインゴールドの耐用時間、データシートをよく見て見たら、85度、1000時間だったという、2000時間だと思っていた

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LED用の電源コンデンサー
リレーを使った真空管ソフトスタート回路をつけるつもりだったからこの容量にしたけれど
結局取り付けなかったので容量が大きすぎたという

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ゾーベルフィルターとスパークキラーに使用
当初カップリングコンデンサーに使うつもりだったけれどよくよく計算してみると容量が小さすぎた

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位相補償用のコンデンサー



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ヘッドホン・イヤホン用の抵抗 抵抗分圧の要領で電圧を下げる

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同じく


ケースの加工

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メインシャーシの上に乗っけて
現物合わせで位置決め


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マスキングテープを張っておく

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定規で線を引いてコンパスで丸を書く

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センターポンチがないのでドリルを手で回転させて代用

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くるくると数十秒

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こんな感じに跡が

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それを数十回

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電動ドリルにセット


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真空管ソケット取り付けのための穴をあけていく

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こんな感じで


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ぐるりと一周

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もう一つの方も同様に穴あけ
この真ん中のぐるっと一周している穴の残ったアルミの部分をニッパーできると

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こんな感じにデコボコした穴があく 

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それをやすりで

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削ること数時間

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こんな感じに整いました。




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フロントパネルとリアパネルの加工
マジックペンと定規を使って穴あけの位置を書く

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手でドリル刃を回転させてくぼみを作る

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電動ドリルで穴開け

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穴をニッパーでつなげてACアイレット用の四角い穴をあける

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やすりで削って均す


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こんな感じに

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リーマーで穴を広げる前にサイズを書いておく

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リーマーで広げた後

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ヒューズホルダーの部分をやすりで削った後

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トランス類を格納するためのケースMB4に下書き

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ドリルで穴開け
この後メインシャーシの上にのせて現物合わせでマークして穴あけ

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電源ケーブルを通すための穴を広げる

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こんな感じで
穴の径は1CMくらいだった気がする

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ゴムブッシュは2つしかなかったのでやすりで面取り

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こんな感じになりました。
被覆の厚い電線を使えば大丈夫(楽観)

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シャーシの穴あけほぼ完了 上からみた図
ちょっと穴が多いのは出力トランスのバンドと干渉したから穴を開けなおしたから

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下からみた図

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1CMくらいシャーシの上に載っているトランス類のケースが後ろにはみ出すから
コーナーガードを切っておく

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ドリルで穴をあけて

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切断



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こんな感じで


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やすりをかけてと思ったけれど上手く削れない

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結局ナイフで削りました

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シャーシの加工ほぼ完了
この後スイッチつきステレオミニジャックの仕様上の都合からスイッチを一つ追加することに

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表面の保護フィルムをペりぺり

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フロントパネル

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トランス類をおさめるMB4も


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保護フィルムをだいたいはがした状態


ケースへの部品の取り付け

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ボリューム用の回転止めの穴をあけたくなかったので糸半田を切ってワッシャー代わりに

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取り付けた状態



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フロントパネルにスイッチ類を取り付けた状態

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ヒューズホルダーに回転止めのでっぱりがあるのに気付かなかった
今から開けるのも大変なのででっぱりをけずってしまうという暴挙

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端子類を取り付けて
仮止め、ある事に気が付いてなかったという

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スピーカー端子と干渉するので切ってしまうという
切れ込みを入れて

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折る

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部品を取り付けて状態を見る



回路を作る


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電源回路を作る
部品を乗っけてあれこれ配置を考える

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配置が決まったら
ダイオードからはんだ付け

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大体こんな感じ
はんだ付けしていない部分はリード線を後で取り付けるため 




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アンプ部
干渉しないか確かめるために ケースに取り付けた状態でメインの部品を取り付けた

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手狭なので取り出して作業
ちょっと配置を変更

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ゾーベルフィルターを作る

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抵抗とコンデンサをはんだ付け

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大体組みあがったかな

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ひっくり返して部品の足を切っておく

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予備はんだして配線
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電力増幅段の帰りの配線

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ヒートクリップを使いながら

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全体図

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反対側

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ちょっとはんだを手直し

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OSコンは熱に弱いのでヒートクリップは大事

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これをコピーしていくという

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ダイオードの足を切って線を確保



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わたり線
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配置が決まっていると結構早くできる


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ファインゴールドから乗っける

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半田で仮止め

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スクリーングリッド電源のコンデンサ

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電線をつないでおく

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100Kと5.1Kの抵抗を載せる

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二か所はんだ付け


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510Kをはんだ付け



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カップリングコンデンサーも取り付ける


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電圧増幅段の抵抗



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ゾーベルフィルター

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だいたい完成
作業が飛んだところがあるかも

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ひっくり返して

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部品の足を切る






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電源部分のラグ板をのっけてみる

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全部乗っけた状態
問題はなさそう

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真空管ソケットをしっかりねじ止め

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なぜ+ねじじゃなく六角ネジ

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トランス類を乗っけた状態
ちょっと斜めってる
のちに気になって修正することに

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リアパネルの上下を付け間違えていたから修正

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後ろからみた図

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配線していく

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電源アイレットにはんだ付け

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電源スイッチ熱収縮チューブをかぶせておく

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スパークキラーを取り付け
出力トランスを真っ直ぐに修正

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ヒューズをセット

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いろいろ配線した後電源投入
整流後の電圧を確認
267V


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手狭だからいちいちネジを外さないとだめという

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ヒーターの線を電源トランスのヒーター用の0Vと16Vにはんだ付け

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LEDの電源もヒーター電源から

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いよいよ真空管ソケットへ


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混沌としてきた
とりあえず片側だけ配線して
ちゃんと動くか確認しようという魂胆

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出力段のカソードに電圧を計るためにテスターをセット片側だけ真空管をソケットにさしてテスト開始
緊張の一瞬、電源投入
テスターで電圧を見ながら電源スイッチをいつでも切れるようにスタンバイ
ほんのりとヒーター部分が明るくなっていくと共に電圧計に動きが
6,15,20,25,30とどんどん電圧が上昇していくおかしい15~21の範囲に収まるはずなのに
これはまずいと50V達する前に電源遮断しかもなんか焦げ臭い


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燃えた部分はどこかなと確認
スクリーングリッド電源のRS2 5.1Kの抵抗が焼けていた

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燃えた抵抗を取り外した状態
抵抗を交換しやすいように配置を変更
よくわからないからもう一回電源を入れてみよう(どう考えても止めておいたほうが良い)

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上手に焼けました

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とりあえず抵抗を交換してどこを間違えたか探っていくことに




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どこだろーと16A8のピン配置表とソケットを交互に見ること数回
出力管のグリッドとスクリーングリッドを間違えていることを発見


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修正

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スピーカーとMP3プレーヤーを接続
出力管のカソードに接続した電圧計で電圧を見ながら電源を投入
徐々に電圧が上がっていくと共にヒーターが光っていく電圧は最終的に20Vで安定
MP3プレーヤーを起動してボリュームを上げてみる。
ちゃんと音が出たしかも結構きれいな感じの音が

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もう片方も配線それと同時にイヤホンジャックの切り替え用のスイッチに接続
ここで実は間違えていて片方から音が出なくてドツボにはまるという

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イヤホンジャック用のアッテネーターを作る

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ケーブルを抵抗にはんだ付け
熱収縮チューブで保護



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完成した状態
6.2Ωと2.2Ωで抵抗分圧してある



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LEDブラケット
LEDの電流制限用抵抗の抵抗値は20kΩ 

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16Vのヒーター電源を整流した電源に接続

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LEDブラケットのねじを締める

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RCAジャックにケーブルをはんだ付け

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ステレオミニジャックを経由させる

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全体像、フライングスパゲッティモンスター教団のイコンのような混沌とした仕上がり

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ヒーターのアースをとる場所を出力段のカソードに変更
スピーカーで聞いたときにハムノイズがほとんど消えました


完成と思いきやねじが緩んでいる

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結構いい感じにできたんじゃないかと思いきやねじが緩んでいる
撮影用の布を片付けて写真を取り込んだ後で気づくという

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横から見た状態

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後ろから見た状態
だいぶシンプル


音質とか

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左右セットで500円のユニットを使った段ボールスピーカーで聞いた感じでは結構前に出る感じの音がする
あとハム音も電源投入時の数秒しか聞こえない
結構いい感じの音が鳴っているけどこのスピーカーで音質を語るのもどうかと思う

SE215SPE(イヤホン)でも聴いてみた
数メートル離れたところから聞いた深夜の時計の音くらいのハム音 無音時はちょっと気になる 小型化の代償だと思う
聞いた感じでは結構細かい音も出る感じ低音の量も多い音の艶感もちゃんとある
音が多い部分では団子になる感があったけれど
電源を入れて20分くらい経ったら団子にならなくなったので
暖機運転が必要っぽい
音が出れば成功ってな感じで適当に作ったけれどもまともな音がする


参考

ありがとうございました。

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