直熱出力管のフィラメント点火については、ハム対策上、5V以上（71A、300B、6B4Gなど）は直流点火、低電圧のため
ハムが比較的出にくい45や2A3といった2.5V管は交流点火、というのがごく一般的です。じゃあ、中間どこのPX4など欧州4V管はどっちなんだとなると、使ったことがない（正確には高価過ぎて使えない）けれども、やっぱり交流点火じゃあ無理なんでしょうねえ。
いくら出にくいとはいえ、2.5V管のハムもなかなかの強者で、スピーカーで離れて聞くぶんにはハム・バランサ＋負帰還で気にならなくても、夜中にヘッドフォンを付けてとなると、ブンブンうるさいことこのうえ無し、となります。そこで、ヘッドフォンで「無音状態」が得られるには、どの程度の回路設計が必要なのか試してみたのがこのコーナーです。直流点火は「音が痩せる」などとして、ＳＰボックスがミツバチの巣箱化した音を愛でてらっしゃる方もおられるようですが、私にはどうも・・・
【交流点火の現実】半世紀以上を生きながらえて相当くたびれてはいるものの、「虎の子」の４５が１０本あります。まずは、交流点火でのハムレベルがどの程度なのか改めてチェックしてみると、下表のとおり個体差が大きいですが、みんな結構「おしゃべり」です。
チェックに使ったのは、カソードのバイパス・コンデンサをなくして信号を出力トランス１次側から直接カソードに戻すロフチン・ホワイト・アンプ方式（ショートカット方式）のシングルアンプ(右下)。音質的には有利ですがノイズに弱いとされており、通常のカソード・パスコン型より１割前後終端ノイズが増える感じです。このアンプのＢ電源の残留リプルは0.11～0.15mVですので、８Ω終端で出てくるノイズの大半がフィラメント・ハムと考えられます。
| ４５ | 交流点火・無帰還時の８Ω終端ノイズ |  |
| 個体① | 0.55mV | |
| 個体② | 0.71mV | |
| 個体③ | 0.82mV | |
| 個体④ | 0.89mV | |
| 個体⑤ | 0.92mV | |
| 個体⑥ | 0.92mV | |
| 個体⑦ | 0.95mV | |
| 個体⑧ | 1.29mV | |
| 個体⑨ | 2.42mV | |
| 個体⑩ | 2.58mV |
現在は特性がそろっていて小細工なしで使える②⑧を挿してますが、6dBちょいの負帰還の助けを借りても⑧はまだ0.6mV残るため、ヘッドフォンでは耳元に「ブーッ」＋「空気のよどみみたいな圧迫感」があります。
【直流点火の基本回路】おしゃべりを減らす方法は二つ。個体①のような「無口」でなおかつ特性のそろったペアを手に入れる、もしくは直流点火にする――ですが、前者は時間と手間と根気もさることながら何よりも財力が必要ですのであっさりパスし、直流点火でいくことに。目標は傍熱管にひけをとらない８Ω終端でノイズ0.1mV前後（負帰還量6dB）を目指してみます。
基本構成は下記の２種類。
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一般的なＡタイプは、残留リプルが多くてもハム・バランサでハムを押さえ込める＝整流直後の出力電圧、平滑フィルタ能力とも低めでＯＫ、というメリットがありますが、電流量が増えるほか、大きな巻線型ＶＲがシャーシ内にデンと居座って平ラグ配置に制約を受けるなどのデメリットも。一方、Ｂタイプのメリット、デメリットはＡタイプの逆となります。
【ヒーター巻線】 一般的な電源トランスのヒーター巻線は「0-2.5-6.3V」「0-5-6.3V」「0-5V」「0-6.3V」の組み合わせです。このうち、交流点火に使う「0-2.5V」は整流出力電圧の不足が最初から明らかなので除外、「0-2.5-6.3V」の2.5-6.3V間で生じる3.8Vのほか、5V、6.3Vでトライしてみました。
使用した電源トランスはノグチのPMC170M。ブリッジ・ダイオードは東芝「10B4B41」(100V、10A)＝左側＝と、新電元「D15XBS6」（ショットキ・バリア、60V、15A）です。
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【3.8V】 単独巻線の0-3.8Vではないので、当然、負荷を考慮したコイルの巻き足しはなし。無負荷でこそAC3.8Vが得られますが、1.5Aを取り出すと3.5V台に下がります。 |
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| 【5V】 0-2.5-6.3V巻線のないトランスも利用でき、Ａ、Ｂ両タイプが作れます。 Ａタイプはショットキ・バリア・ダイオードを使う必要はなく、それでも整流直後電圧が出過ぎて10W型の抵抗が必要です。 Ｂタイプはショットキ・バリア＋フィルタ３段構成となり、抵抗は10W型１個＋5W型２個、電解コンデンサ容量も計３２９００μＦと、Ｄ５１の３重連や豪華３重おせち的な大仕掛けになってしまいました。 しかし、４７００μＦを中抜きして２段フィルタにすると、残留リプルが7.6mVに上昇、８Ω出力のノイズも0.2mVに増えてしまいます。 一方、整流直後の8200μＦを10000μＦに増量すれば、そこで上昇した電圧分だけ平滑抵抗値を増やせるので、８Ω出力残留ノイズ0.1mVを達成できるはずです。 |
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| 【6.3V】 5Vに比べコンデンサ容量を若干減らせるものの、フィルタ抵抗の発熱量が多くて電熱器化するのが難点です。 抵抗の消費電力はＡタイプで約4.8W、Ｂタイプでは７W近くになってしまい、ブリッジ・ダイオードの発熱もこれまた相当なものですので、正直なところ、これら両ｃｈ分をシャーシに収めようという気には到底なれないです。 |
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【簡単なまとめ】 ハム・バランサを入れたＡタイプの場合、フィラメント・ハムが８Ω出力に0.1mVのノイズとして影響を与えるのは、フィラメント回路の残留リプルが130～150mVを超えたあたりからのようで、180mVだと0.13mVになりました。一方、残留リプルを20mVまで減らしていっても８Ω出力のノイズに変化はなし。ということは、使用したアンプには他の要因（Ｂ＋電源の残留リプルなど）で0.1mVのノイズが生じているということで、そっちを改善しない限りこれ以上フィラメント・ハムを減らしても無意味ということになります。
ハム・バランサなしのＢタイプは徹底的な残留リプル対策が必要で、リプルが10mV残れば８Ω出力への影響は0.3mV、同7mVで0.2mV、同5mVでも0.15mV程度の影響を与えます。0.1mV達成には3mV前半台にまで押さえ込む必要があるという結果となりました。
また、直流点火すれば、交流点火の時のような真空管のハムレベルの極端な個体差はほとんど見られなくなりました。
フィルタ抵抗の発熱やコンデンサ容量などを考えると、７１Ａ（5V,0.25A）のようなフィラメント電流の少ない球はＢタイプ、そうでない場合はＡタイプを基本にするのが合理的のようです。(2013.10.05)