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アンプ・ビルダー必携の「三種の神器」といえば、ミリバル（ミリボルト・メーター）、オシロスコープ、低周波発振器＋歪率計あたりが相場でしょう。アンプは単純な低周波増幅器ですから、テスターが１丁あればそれなりに組めるとはいえ（何十年か昔は、ほとんどみんなそうやってました…）、アンプの潜在能力をフルに引き出してやるにはテスターだけではまず不可能で、どうしてもそれなりの測定機器類が欠かせません。
とはいえ、これら一式を揃えるとなるとアンプ何台分かの資金を食ってしまうため、必要性はわかっていても、ついつい真空管やトランス類を優先して買ってしまうことになりがちです。そこで、サブ用にしようと、テスターの直流電圧測定機能を利用したローコストながらそこそこ使いものになるミリバル・アダプタを作ってみました。
１mＶ以下の微少電圧から数百Ｖの高圧まで、交流電圧を広い周波数帯域で正確に測定できるミリバルは、アンプの出力や周波数特性、残留雑音などをチェックするうえで欠かせない測定器です。
きょうびは１０００円足らずで多機能デジタル・テスターが手に入り、なかなか重宝しますが、交流測定機能は直流に比べて相当お粗末で、付け足しの感を免れません。感度が高いレンジでもフルスケール２００Ｖ程度なので分解能は100mＶが関の山のうえ、測定電圧が下がれば下がるほど内蔵する整流ダイオードの順方向電圧による電圧降下の影響がもろに出るほか、周波数特性も悪いため誤差が非常に大きく（下の１０００円テスターの場合は１ｋＨｚ・１Ｖの正弦波入力で表示は０．７Ｖ、１０ｋＨｚ・１Ｖ正弦波入力では０．４Ｖ）、こと交流電圧に関しては１００Ｖ電源のチェック程度にしか使えません。
しかし、直流電圧に関しては遙かに感度の高いレンジがありますので（下のテスターの場合、２００mVフルスケール・レンジ）、交流電圧を正確に直流電圧に変換するアダプタを作って、それの出力を直流電圧測定レンジに放り込んでやれば、数ｍＶあたりまでならミリボルト計として実用になります。
右下が市販のミリバル、左下が１０００円デジタル・テスターをミリバルとして使えるようにするミリバル・アダプタです。
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アダプタは見てのとおり、ＯＰアンプ１個とスイッチング・ダイオード２本、抵抗とコンデンサー各数個で組み上げたごく簡単なもので、部品はパーツ箱を漁って見繕ったポピュラーなものばかりです。Ｃ１の無極性電解Ｃがなければ、普通の電解Ｃ（２２μＦ）２個を「＋−−＋」に直列接続すれば無極性になります。これだけのためにわざわざ定電圧電源を組むのも馬鹿らしいので、別の機器の電源から±１２Ｖを引き出して「借電」していますが、消費電流は数ｍＡですので、００６Ｐの電池（９Ｖ）２個でも問題ありません。プラスチックの半カバーはエアコンのリモコンかけの流用で、電源を除いて部品代は５００円もあれば十分でしょう。
前段は反転増幅回路を使った直線検波器で、２本の１Ｓ２０７６ＡをＴＬ０７２の仕上がり利得のループに含めることによって１Ｓ２０７６Ａの順方向電圧による整流電圧の降下（約０．６Ｖ）の影響をキャンセル、入力された正弦波電圧の平均値（実効値×２√２÷π）の２分の１の半波形電圧をＲ４へ出力します。
例えば、ミリバルで表示されるＡＣ１Ｖ（実効値）の正弦波を入力したとします。これの平均値は１×２√２÷３．１４１６＝０．９Ｖですから、その半分の０．４５Ｖ（反転増幅回路ですからＲ４のアタマにテスターをつなげばＤＣ−０．４５Ｖ表示）の直流成分がＲ４へ出力されます。
後段は、出力された平均値を実効値に反転増幅変換する回路で、正弦波の平均値と実効値はπ÷２√２の関係（平均値を１．１１０７２倍したものが実効値）にありますから、入力交流電圧の平均値の２分の１の直流電圧を入力と同じ実効値電圧に変換するには、後段で約２．２２倍に増幅（Ｒ４対Ｒ５＋Ｒ６＝１対２．２２）してやればいいことになります。
Ｒ類は誤差１％級の金属皮膜抵抗を使いましたが、入手できなければより安価でポピュラーな誤差５％級カーボン抵抗でも大丈夫です。但し、その際には配線前にテスターで抵抗値をチェックしてＲ１とＲ３ができる限り同じ値（ぴったり１０ｋでなくて、９．８５ｋとか半端な数値でもかまいません）、Ｒ２はＲ１の２倍の値、Ｒ５＋Ｒ６がＲ４の２．２２倍の値になるようにしてください。Ｃ２、Ｃ４、Ｃ５は安いセラミックＣで十分で、ダイオードは小信号用ならどれでも使えると思います。
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上は、低周波発振器から１ｋＨｚ１００ｍＶの正弦波をアダプタに入力、アダプタからテスターのＤＣ２００ｍＶレンジに出力させたものです。入力側のミリバル表示と出力側のテスター表示の差は０．４％ですので、実用上の誤差はほとんどないと言えます。各機器の精度の影響で入力電圧が微少になるほど差が大きくなりますが、それでも３０ｍＶ以上だと入出力の差は０〜２％以内に収まりました。入力周波数を変えて計ったところ、２０ｋＨｚでの直線性が最も良くて５ｍＶまで下げても差は４％と「なかなか優秀」でした。
石アンプに比べてノイズの多い真空管アンプでも、残留雑音の測定には０．１ｍＶあたりまで精度が求められますので、グラフからわかりますようにそのレベルの微弱な交流電圧の測定は無理ですが、数百ｍＶ以上のレベルで計るアンプ出力や周波数特性の測定などには十分実用になります。ＡＣ入力が１０Ｖ程度までならこのまま使えますが、それ以上の電圧を計る場合は電源電圧やＯＰアンプなどの耐圧の関係で入力側に−２０ｄＢ程度のアッテネーターをつける必要があります。
このアダプタで０．数ｍＶとかのアンプ残留雑音を計るには、できるだけ巻き線比の大きい（１次と２次のインピーダンス比の大きい）シングル用出力トランスを１個用意して測定するアンプの出力端子に下図のようにつないで下さい。
上図の「適当なＯＰＴ」にインピーダンスが１次側１０ｋ、２次側８Ωの出力トランス（東栄Ｔ−６００）を使い、テスターに２９ｍＶが表示されたとします。この出力トランスの巻き線比（インピーダンス比の平方根）は１対３５．３６ですから、このアンプの残留雑音は２９ｍＶ÷３５．３６≒０．８２ｍＶと計算できます。出力トランスの挿入損失やアダプタ、テスターの精度の関係である程度の誤差は生じますが、大体の目安にはなります。