6AU6+6AQ5のチューンアップ

 6AU6+6AQ5のチューンアップ

どこをいじっても音が変わるのが、真空管アンプの楽しいところなので、理由はともかく部品を交換してみたら、どうでしょうか？

コンデンサー

１）初段と終段の間をつなぐコンデンサー

いわゆるカップリングコンデンサー。初段のプレート電圧が次の終段のグリッドに流れ込まないように、DCをカットする機能がある。なので、まずプレート電圧に耐えられる十分な耐圧を持ったコンデンサーが必要。容量は次に来るグリッド抵抗との組み合わせで低域の時定数を構成するので、大きくすると通過する低域周波数が下がる。小さくすると低域がカットされる。まず、品種ではなく値を変えて変化を確認すると良い。

Marantz 7に使われていた、Bumble Bee、Black Beauty。MullardのMustardなどが、ヴィンテージとして有名だが、どれも異常に高価。

上の2つ：SpragueとPyramidのオイルペーパーコンデンサー、プラスチックに封印してある。下の3つ：MullardのMustard、ASCとEROのフィルムコンデンサー。

耐圧の計算方法：前段のプレートにかかっている直流電圧に交流信号の振幅を足した分までの耐圧が必要です。6AU6+6AQ5の場合には、6AU6のプレート電圧は127Vです。6AQ5のカソードバイアスが14Vなので、最大でプラスマイナス14Vの音声信号がこれに加わります。127V+14V=141Vが最低限必要な耐圧。ただし、なんらかの事故、例えば前段の真空管無しで電源を入れた場合は、＋Bの電圧が直接かかることになるので、実際にはプレート電圧ではなく、＋B電圧までの耐圧は必要。これでいうと294V。まあ、耐圧は350Vは確保したい。

低域の時定数の算出：このコンデンサーとグリッド抵抗によってできるフィルターは、低域をカットするフィルター（ハイパス・フィルターとも呼ばれます）として働きます。１オクターブ辺り−6dBの傾斜のカーブで、カットオフ周波数（−3dB下がった場所）は、以下の計算で算出できます。

Fc = 1 / (2π・R･C)

例えば、抵抗が1KΩで、Cが1uFの場合は、

Fc = 1 / (6.28 ・1000Ω ・0.000001F)

　= 1 / ( 0.00628 )

　＝　159.235 Hz

実際に使われている抵抗は470KΩ、コンデンサーは0.033uFなのでカットオフ周波数は、

Fc = 1 / (6.28 ・470000Ω ・0.000000033F)

Fc = 1 / (6.28 ・0.01551)

Fc = 10.266645312044418 Hz

となっています。面倒な人は以下のURLで計算してくれます。

http://sim.okawa-denshi.jp/CRhikeisan.htm

Cの容量を増やすと、通過する低域は下がりますが、それなりの弊害もあります。試しにCを減らしていくと、逆にスッキリとした音になることもあります。

コンデンサーの種類や製造会社によって音が変化するのは、コンデンサーの共振周波数が関係しているようです。共振周波数を可聴帯域の外に持っていくというのが課題のようです。

２）カソードとアースの間をつなぐコンデンサー

自己バイアス回路には必須のコンデンサーで、カソードの位置を交流回路的に、アースに落とす役割を負っている。耐圧はカソードバイアスの2倍から3倍あればよい。容量を増やすと低域が伸びる。普通は電解コンデンサーを使うが、OSコン等のESRの低い高分子電解コンデンサーを使うと音がすっきりすることがある。フィルムコンデンサーも有効。

逆にこのコンデンサーを外すという方法もあって、外すと交流信号の行き場がなくなり元に戻ろうとして帰還がかかる。出力は下がるが、音の質が変わる。

左2つが、低ESRの高分子電解コンデンサー、あまり高い耐圧のものがない。

右はPhilipsのチューブラー型電解コンデンサー。

耐圧の計算：カソードバイアスの抵抗値は、自己バイアスで真空管を運用する上で、バイアスを決定する重要な部品である。われわれのアンプでは、初段が1.8V、出力段が14V。そこを基点にして、プラスマイナス分の音声信号（交流）が流れるので、結果的にカソードバイパスコンデンサーは、自己バイアス電圧の2倍の耐圧は絶対に必要になる。

３）電源整流回路のコンデンサー

整流直後のコンデンサーは重要な役割を負っているので、ここをいじるとなんと音がいろいろに変化する。昔の真空管アンプでは、ここの定番はオイルコンデンサーだった。四角いグレーの箱の形したあれ。

その後複数のコンデンサーがひとつにまとめられているスプラグとかマロリーの電解コンデンサーが多用されたが、アースが一点にまとめられてしまうので、音質上は問題が多い。

最近の流行りは、ここにオイルフィルムコンデンサーを使うことで、エアコンなどに使われているコンデンサーが部品屋でよく売られている。そもそもリプルを取る目的のコンデンサーなので、ハムも減るし、ESRが低くなることで、電源回路のインピーダンスが下がる効果がある。結果的に音がなめらかになり、ディティールが聴こえてくるという効果がある。100uF500Vといった規格になると大変に高価。

左が、Spragueの複合電解コンデンサー、取り付け形状がリムロック。中央が中華製のエアコン用フィルムコンデンサー。右がSolenのオーディオ用フィルムコンデンサー。

すでに使われている電解コンデンサーに少量のフィルムコンを並列に追加するだけでも、効果はある。おそらく追加したフィルムコンの分だけESRが下がるからではないだろうか。

抵抗器

１）グリッドの手前に入っている抵抗器

グリッドは、そもそもインピーダンスが高い場所なので、外部からのノイズが入り込みやすいので、いろいろな形でプロテクトしてあげる必要がある。次段のプレートからの信号線も短い方が良いが、グリッドの直前に10KΩから1KΩ程度の抵抗を入れて、ノイズのゲインを下げると効果がある。抵抗値には回路によって最適値があると言われているが、どの記事を読んでも試行錯誤するしかないと無責任にかかれている。多分、当人が苦労しているから、教えなくないのだろう。

２）初段のカソードバイアス用の抵抗

バイアス値は、真空管を計画通りのバイアスをかけるために重要なのだが、初段で発生した２次歪が、終段で逆向きの２次歪と出会うために、運が良いとそれらが打ち消し合うことがある。そこで、入力に1KHzを入れておいて、このカソードバイアスの抵抗値を動かして行くと、2次歪が下がる場所が見つかることがある。

３）負帰還の抵抗

負帰還の抵抗値を変えると当然だが、いろいろに変化する。ギターアンプのブライトといったツマミは、この負帰還量を増やして歪を下げるようになっている。自作のアンプなのだから、ここを可変抵抗器にするのは楽しい。