introduction
I have a lot of Triode-Pentode composite tubes in my junk box. They are all junk tubes from old TV sets. If I can make good use of them, I will be able to build an audio amplifier. I immediately tested them. The test results were very good. The test results are listed in the table below. I will be able to enjoy handmade audio without buying new vacuum tubes. I am a little happy. (2024.08.04 de JA9TTT/1 Takahiro Kato)
【三極五極管:6U8A】
三極管と五極管が複合された真空管で試作したオーディオ・アンプ（=低周波増幅器）をテストします。
写真は6U8Aという真空管です。３極管と5極管が一個のガラス容器（Glass Envelope）に封入・複合された真空管で、一般にこうした球を複合管といいます。複合管には他にも様々なものがあってこれはその一つです。
複合管が作られた背景はやはり省スペースにあるでしょう。 AMラジオのように3〜5本程度の真空管で作れるなら無理に複合管を多用しなくても支障ありませんでした。それと真空管の信頼性が低かったころ複合管は不経済だったはずです。片ユニットが生きていても、もう片方が死んだら丸々一本交換しなくてはなりませんから。 一般に複合管は安くありませんし。
しかしTV受像機ではモノクロ型でも20本近い真空管が必要です。必要な機能は削れませんから複合管を使って物理的な本数を少しでも減らしたくなるわけです。その結果がこうした複合管です。 生産技術の進歩で真空管自体の信頼性が十分高くなったことも複合管が発展した理由でしょう。
実は有名な５球スーパにも複合管が使われています。検波・低周波増幅の6AV6がそれです。High-μな３極管と2つの2極管が複合されていました。しかしそれ以上の複合はあまり合理的ではなかったので複合管は使われなかったのでしょう。 それと電気に詳しくない一般の人は真空管の本数を数えて高級品と安物を区別します。機能は同等以上であっても複合管を使って３球にまとめたら安物にされかねなかったのです。だから５球スーパはそのまま５本だったんでしょう。（笑）
いま試作しているオーディオ・アンプの場合、複合管を使うと有利です。５極管の部分で十分なゲインを稼ぎ、3極管のカソード・フォロワを設ける形式のアンプに使います。 こうした複合管なら１本で構成できるので積極的に使いたくなります。
オーディオ用としてポピュラーな三極・五極複合管には6AN8があります。過去のアンプ製作記事では定番的な存在でした。またやや遅れて登場した欧州系の6BL8もポピュラーな球です。さまざまなオーディオ・アンプで使われる例を見ます。 しかし残念ながらTVではまず見かけなかったのです。 ですから6AN8や6BL8なんて私のジャンクな球箱にはありませんでした。
では似たようなTV用の複合管はオーディオへの適性はないのだろうか？ なんで使わないの？？ ・・・という疑問から検討が始まったような訳です。
TV用の球をオーディオに使ったらハム・レベルとかマイクロフォニックが気になるかもしれません。 でもはなから諦めず試す価値はあるでしょう。ハムはDC点灯で解決すれば良いし・・・。（腕力式解決法・爆）
☆
ラジオにしか興味のない人にはてんで面白くないハナシでしょうね。まあ、我慢して見る価値なんてありませんからヒマでも無ければやめておく方が宜しいです。以下、そんな程度の中身でしょう。
【テストに使うアンプ回路】
前回までの５極管のテストに使った回路と同じです。ハイゲインな五極管アンプ＋三極管のカソード・フォロワの構成です。
電源電圧：Ebbやプレート負荷抵抗：Rbは同じ値です。さらに５極管のカソード抵抗：Rkは2kΩに固定しています。
従ってスクリーン・グリッド抵抗：Rc2だけを加減して適当な動作状態を得るようにしました。
テストに使った真空管の間で意外に違いは無かったので条件を固定してしまってもだいたい良い結果か得られています。
後ほど結果の一覧表があって、それにまとめておきましたので比較してみてください。
確かに一部の球はカソード抵抗：Rkも変えて最適化したい気がしました。そうすれば高性能化できそうではありましたが、あんがい一定の回路定数のままでも「何とかなるものだ」というのが感想です。
コラム：6BL8系を使おう
オーディオ・アンプでポピュラーな6AN8はテストしませんでした。一つは持ってないことがありますが、他とピン配置が全く違うのでわざわざ購入して試す意義を感じなかったからです。6AN8と同じピン配置の三極五極複合管は他に殆ど見ないので差し替えたテストには不向きな球です。一説によれば6BL8系より6AN8の方がピン配置的にオーディオ向きという話も聞きます。しかし実際は大差ないようで6BL8系もオーディオに多用されています。互換可能な球種が多い6BL8系（EIA 9AE）を使いましょう。
【テストする三極五極管】
真空管の写真を見せたからと言ってあまり意味はないのですが・・・このテストで使った球を集めてみました。これらの真空管は足ピンの接続がどれも同じです。
いずれもTV用の球です。 ホントはヒータが6.3Vの球を使いたいのですが、手持ちの大半はこうしたトランスレス用の球ばかりなのです。
ヒータが5V系の球は600mAシリーズのトランスレス用の球でしょう。どれもたいへんポピュラーなのでTVではたくさん使われていたのです。
TVでの用途も様々ですが、もとはVHFチューナ回路の局発(OSC)と混合(Mixer）用に開発された球だそうです。他の回路に使っても便利なことから徐々に汎用の球になったのです。オーディオに使うのもその転用の一つだった訳ですね。
9A8という球は、実はヒータ電圧違いの6BL8と同等の球です。 従って6BL8と同じ回路定数で正常に動作するのは当たり前と言えるでしょう。9A8をオーディオ系で使う際の注意はやはりヒータ・ハムだと思います。
他の球もヒータの面倒さえ見てやれば6BL8や6AN8と同じような使い方で活用できるのではないかと思っています。見た感じも悪くはないですし。（笑）
注：ヒータは5R-HR1のみEh=5.4V・600mA。また9A8と9JW8はEh=9.0V・300mA。他はEh=4.7V・600mAです。
【テストの様子】
ブレッド・ボードに組み立ててテストしています。 真空管1本で構成できますからコンパクトに組めます。
ブレッドボードでの注意ですが、ヒータ電流が大きいので、なるべく変換基板の直近から配線を引き出します。回路のアース系に大きな電流は流さぬようにするのがコツと言えばコツです。（笑）
複合管は入・出力の配線が交錯する可能性があって、発振はしないまでも周波数特性に影響が及ぶ場合があります。なるべく入力から出力までがストレートに並ぶように工夫すべきでしょう。 交流的にGNDレベルになるバイパス・コンデンサの系統で囲むと言った対策も効果的です。
ヒータ回路を除けば回路電流は数mA以下です。1/4Wと言った小型の抵抗器で済むのでコンパクトに作っても問題ありません。 電源電圧が高いので注意は必要ですが、半導体回路と同じ感覚でテストして何も問題はありません。 真空管回路も思ったより手軽に遊べますね。
【アンプの測定結果】
各部の実測電圧や得られたゲインを一覧表に纏めました。 動作点の検討と調整に役立てるつもりです。
一部に中古品の真空管を使っているのでバラツキが大きくなっている可能性があります。（それほどではないとは思ってますが・笑）
どの真空管でも200倍以上のゲインは楽々得られています。やはりトランス・コンダクタンス：gmの大きな球はゲインが大きくなっています。ゲインが欲しい時は6U8や6AN8と言った古い球より新しい6GH8Aのような球を使うと有利です。
単独の真空管を２本、例えば6AU6と6C4と言った構成で作るのも良いものですが、複合管でも同じような性能が得られますので少ない球数でスッキリ作りたいときには最適でしょう。 回路を検討する際の選択肢の一つとして覚えておこうと思います。
コラム：球の常識：ピン配図の書き方
真空管の足ピン番号は足の側（下側）から見た図を書きます。ピン番号は時計回りに順番に振ります。 上面図を書く集積回路(IC)とは常識が逆なので注意を。 個人の自由ですから球のピン配を上面図で書いても結構ですが常識外れの書き方では他の人には伝わりにくいでしょう。間違いのモトにもなります。
☆
３極５極複合管には準パワー管の6AW8Aのような球もあってバラエティに富んでいます。 今回はプリアンプやコントロールアンプなどを目的に純粋な小信号増幅器における複合管活用を検討してみました。 TV用に作られた多くの三極五極複合管が工夫次第でオーディオ回路で充分有効に使えそうという感触が得られたと思っています。
小信号用の複合管には双三極管があることを忘れてはいけません。 次回は各種の双三極管にスポットを当てて活用を試みたいと思っています。ではまた。 de JA9TTT/1
（つづく）←リンクnm
加藤さん、こんにちは。
返信削除8月に入って一段と暑い日が続きますね、昼間の外出は命がけです（笑
>真空管の本数を見て高級品と安物を区別します
こどもの頃は球数や石数と周波数変換（ダブル/トリプルスーパー）は多い方が高性能だと思ってました（笑
2極管が3本とか2極管2本と3極管が入ったような複合管もありますね。
ただ僕は真空管のソケット周りの配線が苦手なので複合管はちょっと苦手です^^;
複合管を多用したコリンズKWM2などの配線は凄いことになってますね（笑
JE6LVE/JP3AEL 高橋さん、こんにちは。 毎日暑いですねえ！！ お元気してますか？
返信削除さっそくのコメント有難うございます。
> 昼間の外出は命がけです（笑
さっき近所のスーパーまで買い物に出たんですが酷い暑さでした。昼過ぎは冷房の部屋で涼んでます。（笑）
> ・・・多い方が高性能だと思ってました（笑
ある意味で間違いではないのかもしれませんが・・・5球より6球のRF付きの方が高級とか。hi
> ・・・が入ったような複合管もありますね。
ありますねえ・・・２極管が4つ入っててリング検波になった球とかも。 まだダイオードより球の方が信頼できて安かったのかも知れません。そういう球って使ったら何だか損した気分になります。（爆）
> 複合管はちょっと苦手です^^;
配線のしやすさで言えば７ピンの単機能の球を並べた方が楽ですからねえ・・・同感です。w
> コリンズKWM2などの配線は凄いことになってますね（笑
Sラインも同じようなもので、プリント基板化されてないと配線を追うのが一苦労です。
昔のTVとかよく量産できたものだと感心します。 女工さんがずらっと並んでハンダ付けしてる写真を見ました。 人手がたくさんあって人件費も安かったからできたんでしょうね。 今じゃまったく考えられないです。w
真空管の足の番号が底面から見て右回りに１、２、３．．．となっているのに慣れていましたので、TTL など IC を扱うようになっても「同じじゃん」と、違和感なく現在に至っております。こう決めてくれた先人に感謝しております。
返信削除exJR2PDC 加藤さん、こんにちは。 暑いですねえ・・・
返信削除いつもコメント有難うございます。
> 「同じじゃん」と、違和感なく現在に至っております。
ICは上から見た図を書きますが、底面から見たら足の順は時計回りになりますから違和感はないですね。 他の部品でも時計回りに1・2・3・・・という足順が殆どですね。
足の側から見て逆回りにしていたら違和感だらけだったでしょう。＝＞半導体
ごく稀に違和感だらけの部品もあります。（笑）
加藤様 暑いですねぇ。が合言葉のようになってしまいました。
返信削除私の趣味のタンス部屋は、エアコンが無いので、こんな日は長居はできません。複合管のバッファアンプに話題ですね。6AN8よりも6BL8の方が、特性も良かったような記憶があります。メジャーじゃないですけど。JR60のレストアの時に、コレクションしてしまいました。その頃は、オーディオ用としては、一部の方しか感づいていなかったので、HiSをお安く集める事ができました。
今は、三端子レギュレータや、ダウンコンバータなどがお安く手に入り、ますので、トランスレステレビ球でも簡単にヒーター回路を構成でき、良い時代です。NECやSTCやウェスタンの電話用の真空管はヒーター電圧が、24Vや48Vというのもあり、これが不人気でお安いので助かってます。6.3Vを三倍電圧整流して供給することができます。
815PPアンプを製作した時に、タイト製の9ピンMTソケットを前段に使いましたが、シャシー取り付け時に、なんか違和感があるなぁ。と感じました。そのあと配線時に、なんとタイトソケットのピン番号が逆に製作されていることに気が付きましたことに。裏から見て半時計方向に数字が。支那製は、すごいなぁ。こんなんどこで買ったのか忘れていました。タイト製なので、製造時の型自体が誤っており、そのまま焼成されてます。驚きでした。なかなか中国製は驚きの部品があるので、ビックリです。
JA9MCH 和田さん、こんにちは。 合言葉どおり激暑の北関東です。w
返信削除いつもコメント有難うございます。
> こんな日は長居はできません。
エアコンない所はダメですねえ。（笑） こちら屋根裏部屋が球etcの置場なんですがこの時期の滞在可能時間は3分以内です。w
> 6BL8の方が、特性も良かったような記憶が・・・
使う場所にもよると思いますが、あまり違わない球のように思います。 AJR林さんによると、6AN8の方が使用例が多いのは(1)米国系、(2)登場が早かったと言うのが理由ではないかとのお話です。6BL8は6BM8なんかと一緒に登録され欧州系の球だそうで・・・
> 簡単にヒーター回路を構成でき、良い時代です。
そうなんです。DC点灯も簡単なので昔の苦労はありませんね。
> これが不人気でお安いので助かってます。
変なヒータ電圧の球は基本的に使う人が少ないため安いことが多いです。オーディオの人って使うための工夫はしないんですね。（笑）
> 裏から見て半時計方向に数字が。
流石に中華モノですねえ。 まあ、刻んである番号は無視すれば良いわけですけど・・・（爆）
> 中国製は驚きの部品があるので、ビックリです。
テキトーにパクって真似た部品を作っている証拠でしょうね。 まあ、気をつけて使えば安くて良いことも多いですが、ヒドいのもあるので見る目が必要ですね。
涼しくならないと球遊びは捗りません。w
セトロ(JE1HBB)です。こんにちは。
返信削除暑い日が続きます。ヒーターを灯しての真空管いじりに向く季節ではないのでしょうが、楽しみに拝見しています。
（と言いながら、実は数日前から北八ヶ岳に逃避していてエアコン知らずの楽ちんをしてるのですが。朝は長袖着てました）。
さて、6U8とかの3極5極の管だと、直感的には3極部で電圧増幅、5極部でミニワッターを思い浮かべるので、回路図を見てちょっと驚きました。前回までのカソードフォロワーを踏襲して一環した比較ができますね。
次は双3極管とのこと。これまた楽しみです。私も段ボールの中の手持ちの管で無線関係のみならずイコライザや小型アンプなどで活用できるかな、とコツコツ遊んでいます。
アマチュア無線家の端くれでしたから12AT7やU7はそこそこ数もあるのですが、12AX7は手持ちに一本だけしか見当たりません。「もう一本」と思ってヤフオクを見てその高値にびっくりしてしまいました。オーディオでは定番ということなんでしょうね。余りがちな6(12)AV6を並べて作ることも考えたりしてます。
また、若い頃は活用を思いつかなかった4R-HH2がたくさん出てきました。ヒーター電圧は今は自由自在に準備できるので、今ではエース級の宝物に思えます。使い甲斐がありそうです。
6(5)M-HH3も数本。これは両ユニットのカソードが共通なのでパラにするとか使い方は少し制約がありそうです。マイコン勉強会の席でLチカ（マルチバイブレータ）を作って若い人に自慢したくらいです。
たくさん出てきた12BH7Aはテレビの中でタフな使い方をされていたようで皆少し黒ずんでるようですが、真空管試験器がまがりなりにも活躍してくれて（シャーシに組みました!!）、「活きてる」タマをゴミにせずにすみそうです。
2SCxxxを一つ持っていたからと言って、それをトリガーに何かを作ろうとはあまり思いません。でも、真空管はタマを出発点にあれこれ発想が浮かぶのが面白いですね。周辺部品も決して安くないんですけど
JE1HBB 瀬戸口さん、こんにちは。 八ヶ岳とは羨ましい・・・こちら今日も猛烈に暑いです。w
返信削除いつもコメントありがとうございます。
> 3極部で電圧増幅、5極部でミニワッターを思い浮かべる・・・
QRP送信機としてはベストな使い方でしょう。 三極部を終段にすると中和が必要になって厄介です。発振部に使うのが定番ですよね。hi
> カソードフォロワーを踏襲して一環した比較ができますね。
なるべく回路形式を同じにして比較したいと思ってます。 そうしないと収拾つかなくなりますから。
> 次は双3極管とのこと。これまた楽しみです。
次回はEQアンプではないので申し訳ないです。 EQアンプはそのうち纏めてやろうと思ってますので。お楽しみに！
> 12AX7は手持ちに一本だけしか見当たりません。
低周波アンプのほかにあまり使い道のない球だからでしょうね。 High-μでrpが高いためIpが流れにくくてパワーは出ませんし。 小信号専門でしょうか。拙宅にもX7はあまり無いと思います。いま買うと高いんですよね。
> 余りがちな6(12)AV6を並べて作ることも・・・
少々場所を食いますが配線しやすくて性能も出しやすいので悪くないですね。 ハム対策をバッチリやってお試しください。
> 4R-HH2がたくさん出てきました。・・・
中ミューでHigh-gmなので用途の広い球だと思います。 ヒータ電圧が変な球は人気ありませんが使ってみると意外にFBだったりします。
> 6(5)M-HH3も数本。
この球は6J6のほぼ同等管なのでVHFでの活用が楽しいです。超再生とか作れますね。 PPで送信に使うと意外にパワー出ます。w
> 「活きてる」タマをゴミにせずにすみそうです。
それは良かったですね。 ガラスが多少黒ずんでても問題なく使える球って多いものです。 見かけは宜しくないですけど捨てたら勿体ない。
> 真空管はタマを出発点にあれこれ発想が浮かぶのが面白いですね。
同感です。 もう少し涼しくなったら遊びましょう。
加藤様こんにちは、ja8czx/矢北です。
返信削除ナマズが何匹か動いたり、風神や水神が跋扈したり、大変ですねえ、北海道も蒸し暑く 夏爽やかな北海道なんて死語になりつつあります。
真空管のお題が第4話まで進みましたね。
6U8,AU6,6BX6,6EJ7,6R-R8,6BX6,6CB6,6AK5(モドキの6J1P)などが手持ちにあります。
どれもRF球のイメージが強く オーディオ用にとは考えたことがあまりないですねえ。
6DJ8は類似の6922でSRPPでヘッドフォンアンプを冬に作りまして、出力インピーダンスの調整と軽くNFBを掛けて良い結果を得てビックリしました、有名どころの石のアンプに負けませんねえ。
A級RC結合アンプに於ける 動作と、以後に出てきます 個別球の動作点の考察の話は参考になりました。
次回は双三極管とのことで、期待しております。
話は変わりますが、先般頒布いただいた トランスを早速試してみました。
前にコメントさせていただいた 球のFMチューナーでてこずっており、その為の調整用発振器の低電力AM変調器のDBM(1N60×4)で実験しました。
長くなりますから簡単に💧(-_-;)
1次側バイファイラ巻きコイルに、二次側に5回のリンクを巻いてみましたが、適当に巻いたのに二個とも0.4μH弱で揃いました。
実は発振器本体が 455Khz,10.7Ｍhz,85Mhzの3出力で、それぞれの出力に変調を掛ける欲張ったものですが、10.7Mまでは奇麗なAM変調はが得られました。
さすがに、85Mはレベルが激減しましたが、波形としては十分でしたので アンプをかまして逃げようかと考えております。
Loポートのレベルが結構必要なのを実験してみて実感しました。
長くなりました、またコメントさせていただきます。 では、
JA8CZX 矢北さん、こんにちは。 本日の北関東は曇天ですがひじょーに蒸し暑いです。まだまだ夏の北海道が羨ましいですよ。
返信削除いつもコメントありがとうございます。
> 真空管のお題が第4話まで・・・
真空管を活用するための準備を進めています。この先も続きますよ。w
> RF球のイメージが強く オーディオ用にとは・・・
まあ、そこが狙い目でもあります。 高騰した球を皆で取りあっても業者が喜ぶだけです。安い球で十分遊べることをPRしたいですね。
> 有名どころの石のアンプに負けませんねえ。
普通、球のアンプは深いNFBは掛けませんので石のアンプとは違ったものになりがちです。 良し悪しはお好みもあるんでしょうけれど・・・
> トランスを早速試してみました。
おお！さっそくお使いですね。 到着の連絡さえしてこない小学生以下のようなお方もいるのに、丁寧なレポートを頂きどうもありがとうございます。
> 適当に巻いたのに二個とも0.4μH弱で揃いました。
コアが密結合したコイルなので巻き数さえ違わなければ良く揃うと思います。
> 85Mはレベルが激減しましたが、波形としては十分でした・・・
流石にVHFは厳しそうなコイルですが、DBMなのでなんとか動作してくれたのでしょうね。 旨く使えそうで良かったです。hi hi
> Loポートのレベルが結構必要なのを・・・
ダイオードをスイッチング動作させている関係でそれなりのレベルが必要ですね。少なくとも0dBmくらいは欲しいですね。
FBな活用レポートどうもありがとうございました。 さっそく使っていただき嬉しいです。 またレポートよろしく。