〜ロフチン・ホワイト・アンプの現代化を目指して〜

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【はじめに】　ここでは、低域特性の問題や音色への違和感など、試作版のいくつかの課題改善に特化して触れています。回路構成など全体像把握のため、まずは試作版に目を通しておいて下さるようお願いします。

【出力段の変更点】　出力トランスをタンゴＦＷ−２０ＳからタンゴＵ−８０８に変更したほか、出力管の定電流駆動を止めて固定抵抗によるカソードバイアスに組み直しました。また、出力トランスの１次インピーダンス切り替えスイッチを新設、４５を負荷５ｋΩで駆動して歪みの低減を図りました。

　試作版でも少し触れましたように、私が使ったＦＷ−２０Ｓ固有の問題かもしれませんが、このトランス、お値段の割に低域特性が芳しくなくて、6dB程度の負帰還をかけているのに0.5Wも食わせれば２０Ｈｚあたりから下が全く伸びません。段間コンデンサのない直結回路ですので、低域レスポンスに影響を与えるのは基本的に出力トランスだけですが、予想を超えるひどさに思わず回路構成に何らかの問題があるのでは？　と疑ったほどでした。そこで、ドライバ段までの周波数特性を計ってみましたが、当方の測定機器の限界の５Ｈｚまで０ｄＢフラットと全く問題なし。そこで、同じ２０Ｗ級でも安価なＵ−８０８に載せ替えたところ、案の定、２０〜３０Ｈｚ以下の周波数特性や１００Ｈｚの歪み特性が大幅に改善されました。

　Ｕ−８０８を使った修正版の方が試作版より負帰還量が若干多いのですが、下図左のように低、高域ともきれいに伸び、シングルアンプとしては申し分ない状態です。

2A3修正版（U-808）　　9.5Hz　〜　110kHz (0dB/-3dB)	2A3試作版（FW-20S）　　18Hz　〜　95kHz (0dB/-3dB)
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45修正版（U-808）　　22Hz　〜　82kHz (0dB/-3dB)	45試作版（FW-20S）　　70Hz　〜　88kHz (0dB/-3dB)
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　両出力トランスの違いが歪率にどう現れるか、を比較したのが下図です。

　【２Ａ３】修正版は１００Ｈｚの歪みが全出力域で大幅に減りました。基本的には出力トランスの低域特性の良否だと思われます。１０ｋＨｚについては両者のカーブはほとんど変わらず、１Ｗ以下の領域で修正版の方が歪みが少なくなりますが、それも負帰還量の差に見合った程度の減少です。１ｋＨｚの場合は、FW-20Sの方がやや低歪みで素直な曲線を描きました。

　修正版は１００Ｈｚ、１ｋＨｚのラインが０．１Ｗで鋭角的に底を打ったあと少し波打ちながら上昇して行きます。これは、ドライバ管を６９２２から６ＤＪ８に変更した結果、２Ａ３との歪み打ち消しがうまく「壷に嵌った」ためのようで、１０ｋＨｚについてはなぜか変化がありませんでした。

　【４５】カーブの傾向は修正版、試作版ともよく似ていますが、修正版の方が負帰還量の多さを考慮しても歪みが大幅に減少しました。また、最大出力（１ｋＨｚ歪み５％）も試作版の２．３Ｗから２．８Wにアップしており、いずれも出力トランスの１次インピーダンスを３．５ｋΩから５ｋΩに変更した結果だと思われます。

2A3修正版（U-808）　ドライバ管６ＤＪ８　　ＮＦＢ６．９ｄＢ	2A3試作版（FW-20S）　　ドライバ管６９２２　　ＮＦＢ６．１ｄＢ
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45修正版（U-808）　ドライバ管６ＤＪ８　　ＮＦＢ７ｄＢ	45試作版（FW-20S）　　ドライバ管６９２２　　ＮＦＢ６ｄＢ
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　修正版を作る羽目になった最大の動機は、試作版の最後に触れましたように、「決して悪くはないんだけれど、どうもしっくりこない音色」への不満です。「具体的にどこがどうしっくりしないんだ」と言われてもうまく説明できないのですが、とにかく「私の耳には心地よくない音色」でした。

　つたない経験と頼りない脳ミソをフル稼働させて消去法でたどりついたのが、「出力トランスの個性もしくは、出力段安定化のため採用した定電流駆動のせいでは？」ということ。

　そこで、試作版の片ｃｈのみ定電流バイアス回路を外して固定抵抗カソードバイアスに組み替え（右図参照）、モノラル音源を入れて左右の音を交互に聴き比べたところ、「聴き心地」に明らかに違いが出ました。

　定電流回路はどちらかというとクリアな音色ですが「生演奏の雰囲気が感じにくい」印象です。外した方は、定電流方式に比べややトロ〜リとした音色ですが、受ける雰囲気がより現実に近いというか、とくに人声がそれなりに人声らしく再生されると感じました。

　これはもちろん、各人の「好み」に関わることですので、定電流回路をけなすつもりは全くありません。固定抵抗を使ったカソードバイアスに比べて熱暴走の恐れがより少ないほか、球の差し替えが抵抗値を変えずにできるなど安定性と柔軟性が非常に高い回路ですし、定電流回路の音色を「好み」とされる方もたくさんいらっしゃるのではと思います。

　それにしても、動作条件は図の通りほぼ同じなのに、なぜ音色が違うのでしょうねえ？

【ドライバ段の変更点】　６９２２から６ＤＪ８に差し替えました。両者の違いは６ＤＪ８の方が若干ヒーター消費電力が多い程度で、特性はほぼ同一です。替えた理由は手持ちの６ＤＪ８の方が６９２２より左右の利得がそろっていた、というだけのことです。


【初段周りの変更点】　　左右の利得バランスを取る役割も果たしている負帰還回路の調整をやりやすくしました。試作版では下側２ＳＫ３０Ａのゲートに繋がる負帰還回路の受け側抵抗を５０Ω半固定抵抗に、送り出し側抵抗は２Ａ３側を８２０Ω固定、４５側は１ｋΩ半固定抵抗にして、まず２Ａ３の負帰還量を受け側半固定抵抗で調整した後、４５の送り出し側半固定抵抗の値を変えて４５の負帰還量を変えていました。しかし、この方法ですと、２Ａ３の再調整をした場合は必ず４５の再調整も必要になって手間がかかります。

　そこで、受け側を２７Ω固定にし、２Ａ３の送り出し側も１ｋΩ半固定に変更しました。これですと、２Ａ３、４５のどちらを調整しても相方へ影響を与えないので手間が半減します。

　試作版回路図では省略していた2SK30Aの両ソース間のバランス調整用半固定抵抗（１００Ω）も修正版では記載しておきました。


【電源部の変更点】　Ｂ電源出力の残留リプルが予想外に多かったので、リプル・フィルターを２段構えにしました。また、出力段定電流回路の廃止に伴い切り替えスイッチが２回路空いたため、出力管のフィラメント電圧調整回路を新設しました。

　試作版での７５ｋΩと３３μを組み合わせたＢ電源１２０Ｈｚリプル除去能力は、３３μのリアクタンスが約４０Ωですので計算上では４０÷（４０＋７５０００）＝０．０００５３３倍、すなわち約２０００分の１になるはずでした。整流直後のリプルは３〜４Ｖが見込まれ（実測値は２Ａ３使用時で４．１Ｖ、４５使用時で２．８Ｖ）たので、ＦＥＴを通った後の残留リプルは１．５〜２ｍＶ程度と踏んだのですが、実測では１０ｍＶ超でフラフラしています。

　このため、ノグチの小型チョーク（１Ｈ、１５０ｍＡ）を前段に入れ、そこでの残留リプルを６０〜１２０ｍＶに押さえた上でＦＥＴをくぐらせました。それでも実測値で０．２ｍＶを切るのは難しく、０．５ｍＶあたりを中点にして不規則にふらついています。電圧安定用のＺＤノイズの影響がかなりあるようです。

　使用したノグチＰＭＣ−１７０Ｍの２．５Ｖ巻き線は無負荷で３Ｖ強あり、２Ａ３で２．８Ｖ強、４５で２．９Ｖ近く出ました。フィラメント電圧の許容値幅は定格の５％程度のようですし、これだけ高いとただでさえ多い直熱管のノイズがさらに増えるだけでなく、寿命も短くなるので（もっとも、球より先に当方の寿命が尽きそうですが…）、２Ａ３に０．１Ω、４５に０．２Ωの電圧ドロップ抵抗を割り込ませ、切り替えられるようにしました。

　ＭＯＳ ＦＥＴ ２ＳＫ２６０８の消費電力は４５で2.4Ｗ、２Ａ３なら2.8Ｗ。試作版では鉄板シャーシに貼り付けていましたが、鉄はアルミより熱伝導率が低いので相当熱くなりました。修正版では２．５×３．５センチのアルミ放熱板に取り付けたうえで、これをシャーシに密着させて、指でゆうゆう触っていられる温度に下げています。

　毎度ですが、見苦しいハラワタです。初段の下、左右ドライバ段の間にあるのが負帰還切り替え用のＳＷ１、中央右より整流管ソケットと手前のセメント抵抗の間にあるのがカソード抵抗やフィラメント電圧切り替え用のＳＷ２と出力管プレート電圧調整用のＳＷ３です。

【２Ａ３　基本特性】

【４５　基本特性】

【ｃｈ間クロストークについて】　修正版で唯一、試作版よりレベルダウンしたのが左右チャンネル間クロストークです。

　下表のように、１００Ｈｚ以下の低域クロストークが大幅に悪くなりました。悪化の主な原因は、修正版ではＬＭ３１７Ｔを使った出力段の定電流回路がなくなったためです。この回路は直流を通しても交流は遮断しますので、交流的にはカソードがアースから浮いた状態になります。つまり、一方のチャンネルの出力トランスで発生した交流信号が地続きのＢ電源を伝って他チャンネルへ流れて行こうとしても、出力トランスの先が通行止めになっていてアースという帰り道に乗れないため、信号電流がトランスを通過できない（信号電圧が発生しない）から理論的にはクロストークは生じないことになります。

　試作版で約８０Ｈｚ以下のクロストークがわずかながら悪化しているのは、おそらく出力トランスの漏洩磁束の影響だと思われます。なお、試作版は０．４ｍＶ強あった残留雑音退治が不十分な段階で測定したため、−７７ｄBで底を打っていますが、本来は修正版同様に最高で−８２ｄＢは確保できていたと思われます。

修正版左右チャンネル間クロストーク	試作版左右チャンネル間クロストーク

　ｃｈ間クロストークの良否は音場感の広がりとか定位の良さなどと深くかかわっており、全帯域にわたって漏れる量が少ないにこしたことはありませんが、それでも１０Ｈｚで−６０ｄＢ（１０００分の１）程度は確保されており、Ｂ電源左右共用のシングルアンプとしては極上とは言えなくとも、上々の部類かなと思います。

　修正版を組み上げた当初、２Ａ３使用時で１０Ｈｚのクロストークは−５２ｄＢ、２０Ｈｚで−６０ｄＢ程度と計算上のあるべき値より相当悪いものでした。出力段デカップリングのＣＲ値を大きくしてもほとんど改善されないので、もしやと思い片ｃｈの出力管を抜いた状態でもう片方のｃｈに信号を入れてやると低域で結構な量が漏れていてミリバルの針を振らせます。オシロで波形を見ると入力周波数に応じたものが入力レベルに合わせて増減しますので、電源トランスの漏洩磁束ではなく出力トランスからの漏洩磁束による起電とわかりました。

シャーシの取り付け穴の都合で左右の出力トランスがほぼ密着状態だったうえ、Ｕ−８０８の磁気シールド能力も大したことがないためらしく（製品取説によると「コア一部には電磁シールド付」とあります）、再解体せずに可能な２センチ弱の間をあけてやると、８ｄＢ前後も改善しました。 　このトランスを使われる場合は３〜５センチ程度は離してやるほうがいいかと思われます。
クロストーク悪化の伏兵・出力トランスからの漏洩磁束　２ｃｍ弱の隙間で約８ｄＢも改善

【回路図の若干の補足】　手持ちパーツで組みましたので、電解コンデンサは必要以上に高耐圧のものを使っている部分もあります。Ｃ５（１００μ）とＣ１０（３３μ）は４５０Ｖ耐圧で問題ありませんし、Ｃ４（１００μ）も４００Ｖで十分です。

　切り替えＳＷはいずれもＡＣ１２５Ｖ６Ａの小型トグルＳＷです。ＳＷ２と３にはＤＣ１６５〜４３５Ｖがかかりますが、定格はＯＮ−ＯＦＦ時の接点溶着トラブルに対する耐圧・電流容量ですので、通電中の切り替えが必要のない本機ではまず問題ありません。

　負帰還は出力トランスU-808の場合は�@端子より、FW-20Sの場合は�E端子より戻します。

　6DJ8カソードのＲ６（２ｋΩ）は半固定抵抗ＶＲ４（５ｋΩ）の発熱を押さえるのが目的ですので、カソード抵抗値が４〜６ｋΩ程度の範囲で可変できれば、あってもなくても、またどんな組み合わせでもいいです。

　出力段Ｒ９（４．８ｋΩ）の消費電力は約５．６Ｗ、Ｒ１０（３ｋΩ）は約９Ｗもあり、一瞬触れただけでアッチッチ！に発熱します（チョンと触れて余りの熱さに指を反射的に引っ込めたところ、指が近くのＢ＋回路に当たって感電したほどです）。通風には十分注意し、他の部品（特に電解コンデンサや配線）は極力遠ざけるほか、合成抵抗の組み合わせには発熱バランスに留意して下さい。本機では５．１ｋ（２０Ｗ）と９１ｋ（３Ｗ）並列で４．８ｋに、２ｋ（２０W）と１ｋ（２０Ｗ）直列で３ｋにしています。

　ＺＤはいずれも１Ｗタイプを使いましたが、電流が微少ですので５００ｍＷタイプで十分です。

【まとめ】　試作版での課題はほぼクリアできました。低域でのクロストーク対策や球差し替え時にハム・バランサ調整が必要などいくつかの細かい改善点はありますが、どうしてもというほどのことではないのでここらで一件落着としました。

　それにしても、理由は当方にはわかりませんが定電流バイアス方式が音色に与える影響にはいささか驚きました。北海道のＫさんとおっしゃるシングルアンプ党の方からもご連絡いただいたのですが、さまざまな弱点を抱えながらもシングルアンプの音色が好みの方（当方もどちらかといえばそうですが…）はどうも、シングルであれＰＰアンプであれ、定電流バイアスの音色に違和感を持たれる人が少なからずいらっしゃるようです。（２０１２・０５・２５）


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