リビルド

リビルドしよう！

2007-10-29

とにかく作ったものの，なんとも見栄えが悪いので作り直すことにしました。まずはシャーシを入手しました。

400x150x60でt=1.2の弁当箱シャーシを入手。奥澤のO-7です。この大きさで\1260という破格！やる～。前回のシャーシは340×130×50でt=1.5でした。しかも角がしっかり溶接されていて強度的にはまったく心配ありませんでした。しかし，今回の奥澤のシャーシはスポット溶接なので強度的にはかなり不安が残ります。必要に応じて補強を行う必要がありそうです。
真空管は電極が物理的に大きく，振動の影響を受けやすいためシャーシの素材や強度も音質に影響があると思っています。共振しないようにがっちりしたシャーシが好ましいです。特にTweedモデルはシャーシをぶら下げますので，シャーシに大きな加重がかかります。輸送時にも破損しないようにできるだけしっかりしたシャーシで作りたいものです。今回は涙を呑みますが，もし，シャーシが変形してしまったらまた違う手段を考える羽目になりそうです。

今回は基板を作ります。Point to Pointは一見理想的ではありますが，実際には信頼性や組み立て易さ，見た目がよくありません。ギターアンプは見た目も重要な要素です。基板を作ることによって部品交換が容易になり，きれいに整理されたアンプを作ることができます。マッチレスやバッドキャットはよく整理されていますが，やはりきれいとはいい難いです。 CARRやDr.ZもPTPです。これもぐちゃぐちゃしていていまいちです。やはり，最低限初期のマーシャル位までは整理されていたほうが気持ちよいです。

今回は基板を使いますが，基板の材質も重要になります。絶縁性を考えるとテフロンが最良ですが，フェノール（ベーク）でも十分な絶縁性能は得られそうです。また，基板の特性として絶縁性の次に考えなければならないのは，基板の振動に伴って発生する起電力がノイズとなることです。起電力の原因は主に二つ分けられます。ひとつは圧電素子が持つ圧電特性です。機械的なストレスを当てると電気が発生します。有名なのが水晶です。一部のセラミックにも圧電特性を持つものがあります。ふたつめは絶縁体の表面に帯電した静電気がコンデンサーマイクのように振舞う現象です。バックエレクトレットコンデンサーマイクの原理と同じです。

今回はほどほどの絶縁性をもち，響きが良い素材としてローズウッドを選びました。新しい試みです。ちなみにあのDumbleもローズウッドで基板を作っていたことがあります。最初はテフロンを採用しようと考えたのですがやめました。テフロンは大きく変形すると圧電特性を示すそうです。また，絶縁が良すぎて表面への静電気の帯電が気になります。昔のアンプもそれほど絶縁の良い基板は使用していませんでしたので，ギターアンプのにおいを演出する上でもローズウッドという選択は魅力的です。ただし，高電圧がかかる部分には使いません。燃えてしまってはまずいです。ローズウッドは燃えにくいので他の木を使うよりは安心です。

'07.11/25

部品集めを進めています。大きい部品では電源トランスとアウトプットトランスが挙げられます。前回の試作の反省を生かして設計を進めていますが，何点か問題点も出てきています。一点目はギターアンプの電源トランスはいったいどれだけの大きさが必要なのかと言う点。二点目は同じくアウトプットトランスはどれだけの大きさが必要なのかと言う点です。前者は今回の設計コンセプトが電源をしっかりさせることなので，十分余裕をもった容量としています。後者は前回同様モンスター仕様としました。まあ，要するに重いと言うことです。電源トランスは前回のトランスより一回り大きくなりました。ブリッヂ整流では巻き線のAC容量の60%程度のDC電流が取り出せるそうです。ザックリ最大出力時に300mAを供給できるように設計を行うと500mAの電流容量が必要になります。今回の電源トランスは2次側に320Vのタップを出しますので，320*0.5=160VA以上の容量が必要になります。ヒータは巻き線は6.3V4Aを確保しました。これは出力管をEL-34にしても余裕がある数字です。その他にバイアス用の巻き線も忘れませんでしたし，ロジック回路用の10Vも忘れませんでした。 10Vを整流するとザックリ12V取れますので，リレーをそのまま駆動することもできます。結局トランスの容量は200VA必要になってしまいました。シャーシがその重さに耐えてくれるかとても不安です。というか，無理ではないかと考えています。電源トランスは例によって春日無線にお願いをしました。納期も短く仕様どおりのトランスができてきましたが，やはりでかい。。。

バイアス調整は簡単にバランス調整ができるように工夫しています。そのため1kBか2kBのVRが必要になりましたが，CTSではその数値がありません。。仕方ないのでコパルの半固定抵抗を使用します。基板用なので基板が必要になります。あと，電源回路からケミコンを排除しています。カラっとした枯れて乾いた音を目指しています。そもそもケミコンは容量が抜けていきます。おそらくビンテージアンプのケミコンもそれなりに容量が抜けいているはずです。おそらく「ハムが出るけど我慢できる」くらい抜けているでしょう。容量は数マイクロファラドしかないかもしれません。あまり考えていることをバラしたくはないけれどデカップリングキャップの容量は少なめにしてみようと思います。それでもハムが出ないように電源を強力にしておくということです。ハムも美味しければ味のうちですが，音楽と言う意味では必要悪です。いらないので排除します。あたりまえか・・・なまり節入りソーミンチャンプルはいつでも食べたいのですが，スパム入りのゴーヤチャンプルはそれほど食べたくなりません。そういうことです。

あ，部品の話だ。クラシックコンポーネンツが引っ越しました。すごく広くなってました。そこで東一電機の47u+47uのフィルムコンを購入。そういえば，某12AX7もあったな，自分が持っているやつとゲッターの飛ばし方が異なるのがすごく気になる。なんでだ？ POTはいろいろ悩んだあげくにいつも通りのCTSを採用。CTSはフェンジャパのストラトに載せてからの付き合いだからそろそろ10年になる。それからチャンネルの切り替えはこれもあれこれ悩んだ結果，オプトカプラに決定。フォトCDSともいう。カドミウム入りなので今後の入手難が予想される。しかし，普通に現在流通しているギターアンプに採用されてる気がする。RoHS規制はどうなったんだ？？楽器は対象外なのか？そういえばエレキギターでRoHS対応とかあまり聴いたことないな。今後は無鉛半田を使ったりするのだろうか？？ 30年後くらいに2006年ごろから有鉛半田が使用できなくなったので音が悪くなったとか言われそうである。

'07.12/03

週末の時間を利用してシャーシ加工と基板加工をおこないました。薄くて軟らかいシャーシだけに加工は楽でした。バリ取りは相変わらず大変だったけど。バリ取りツール必要かな。大径の穴あけもステップドリルで楽々だし，シャーシパンチもこの厚さなら楽々です。アルミも2mmを超えるとかなりきついです。次は特注シャーシだなぁ。

入手したローズウッド板のサイズが150x100なのでそれに合わせて無理やり押し込みました。。汎用性を考えてかなり大型の部品を乗せられるように設計していたのですが，小さくした分，抵抗などは大型のものが使用できなくなりました。基板とするためにローズウッドに3.0mmの穴を空けてハト目を打ち込んでいきます。 3mmのハト目だとかなり大きくて部品のリード線を4本入れても余裕です。そのかわり，3mmのハト目はフランジ部分が直径5mmあり，最初に考えていた配置では隣同士が干渉しました。若干配置を調整しながら穴あけを行い終了！です。

かなり萌え々な外観。

'07.12/26

リビルド進行中。

各基板を製作。部品を挿入してハンダを流しこみます。配線は裏側で部品の足を絡ませて直接配線しました。ハトメに配線も一緒に挿入してハンダ付けしてもよいのですが，部品の足との接合を確実に行うために裏面で配線材を直接絡ませてハンダ付けを行いました。ただしこの方法はメンテナンス性が悪く部品の交換が大変です。

基板はあと2枚あります。バイアス用の負電圧基板と信号切り替え用の基板です。こちらは穴あき基板を使用しました。穴あき基板はスルーホールのものを使いました。普通の穴あき基板ではすぐに銅箔が剥がれてしまいます。信号切り替え用の基板はロジックを組んだ回路にしました。モーメンタリスイッチを使って押すたびにチャンネル切り替えができるようにしました。若干冗長ですが、コンパレータとフリップフロップを使用しました。使い勝手はBOSSのコンパクトエフェクタと同じです。フットスイッチを接続してリモートでコントロールすることも考慮しています。フットスイッチを接続した時もパネルとフットスイッチどちらでもコントロール可能です。一方，バイアス用の負電圧基板はバイアス調整用の可変抵抗を載せています。可変抵抗は基板用使いましたが，コパルの大型のものを使いましたので信頼性は高そうです。バイアス可変範囲は-50V～-20Vに設計しています。その他の定数や配線も含めてEL-34でも6L6系でも使える設計になっています。

とりあえず3枚の基板を完成させたので動作確認を行いました。トランスを搭載してAC周りのみを配線を行いました。問題点が何点か・・・。電源スイッチはひとつでパワーとスタンバイと兼用できるものを使用していますが，PINの配置を間違えましたね～。あとは，信号切り替えのスイッチ。「スイッチはチャタる」の法則が適用されました。さすがに高速のロジックを使っているスイッチを押しても切り替わったり切り替わらなかったり。。チャタ取りのCをスイッチに抱かせたらば正常に動くようになりました。コンパレータはヒステリシスを持たせているので，Cを抱かせてスロープをゆるくしてもチャタが増えたり貫通電流が流れたりはしません。動作速度はいらないけれど高い信頼性と確実な切り替えを実現させるには色々と工夫が必要なのです。そういえば，今回使用したPhoto-CDSは暗抵抗に達するのに数秒かかります。明抵抗は40Ω程度なのでこれは問題ないと思います。今回は3端子レギュレータを使っているが，信頼性を高めるためにダイオードを3箇所に取り付けました。逆電圧の保護が目的です。アプリケーションノートには記載されていますが，通常の使い方ならば必要ないと思います。今回はスイッチから静電気が入ってきた場合などに3端子レギュレターが故障しないように逆電圧防止ダイオードを取り付けました。スイッチの入力にも保護ダイオードを取り付けて静電気による破壊を防止しています。半導体は小型で便利なのですが，耐電圧が低くて静電気に弱いのが欠点です。スイッチなど手が触れる部品からは静電気が入ってきますので破壊防止のダイオードを各所に取り付ける必要があります。今日は寒い中作業して頭が痛くなったのでここまで。。キムチ鍋であったまろー

'07.12/27

音だしできた！！引っ越してからというもの，苦情におびえて大音量を出せない。。忘れないうちに反省点をまとめておこう。

・小音量で歪みが出る。マスターボリュームの不良っぽい。マスターをあげると消える。クロスオーバ歪かも知れないが，とにかくマスターに相関がある。
・歪み回路がすごいことになっている。ダッキングをおこす。どうやら基にした回路図の回路は前回の回路とは異なるようだ。。誰が書いたのやら。いやぁ自分なんですけどね。結局，根拠のない回路図を信じて作ってみるとちゃんと動かないと。。いつものことでしょ。ちゃんと検証しなきゃ。
・一番重いかもしれないのは，，Photo-CDSによる切り替え回路。ダッキングと組み合わせてトリップスイッチになっている・・・唖然。チャンネルを切り替えるとズワーンってトリップする。。暗抵抗に達するのが遅いのが問題。。。このPhoto-CDSを使う限り避けられない。どうしよ。つぎはPhoto-MOSリレーかな。

その他反省，狭い。狭い。狭い。なんで狭くなるんだ。発振もするし。。もっと潤沢にスペースがほしい。。基板は3枚あるが，完成！！と思ったのもつかの間，バイアス用の負電圧が出ない。なぜなら，バイアス基板からGNDを取っていないから。その調子で信号切り替え基板からもGNDを取る。そして，NFBの極性が逆だったので発振した。トランスがうなるので何かと思ったらダミーロードが熱くなっていた。出力管はタフなEL-34を使用していたので特に問題はなかったが，結構な電流が流れるよこのアンプ。出火しないことを祈るのみ。。ギターのボリュームの位置によって発振の具合が変化する。完全に初段に何かが回り込んでいいる。やはり初段だけはシールドをしっかりしないとダメみたい。その他，回路としては一発動作。さすがに10年もアンプを作ってると慣れてくるものだ。しかしながら配線は相変わらず乱雑。それは性格の所為でしかないのかな。悲しいかな。ということでリカバリー案を考えよう。そうしないとこのままお蔵入りになりそうだから。

１：プリアンプ回路変更
２：初段のグリッド周りをシールド
３：信号切り替え基板を再製作

'写真は後日。

'07.12/28

電源トランスが一回り大きくなったので重くなりました。。シャーシ全体で15kgあります。今回は電解コンデンサ追放プロジェクトだったので東一電機ののフィルムコン（47uF+47uF）を使用しています。背が高いので，そのままひっくり返すとまず～いことになります。ギャレットからWEBERのアウトプットトランスを購入したのですが，なんとも形がいびつです。まあ，目をつむりましょう。そのうちマーキュリーに換装したいなぁ。

基板に線材を取り付けます。長さが短いと惨めなことになります。部品の足同志をからげて配線しているので半田で伝導を保っている状態にはなっていません。ただ，部品交換がとても難しいです・・・またしてもメンテナンス性最悪です。

全部を組み込んだ状態です。なんと，信号切り替え基板は取り付けスペースがありませんでした。。。固定できません。裏面をホットボンドで絶縁したので，ショートすることはありませんが，基板の改修は困難になりました。。ホットボンドじゃなくて，テープにしておけばよかったね。

今回ちょっとがんばった入力ジャックです。高周波をシャーシ内に進入させないために入力でコンデンサを介してシャーシに落としてやります。このような方法をハイブリッドアースと呼ぶらしいです。マーシャルのJCM2000を参考しました。静電気も高周波もシャーシの開口部から進入してきます。ですので，外部と信号のやり取りを行う入力，出力は慎重に処理する必要があります。とはいえ，真空管自身がシャーシから飛び出ているので気休めみたいなものです。ギターアンプは様々なところで使われます。電源事情の悪く，強力な電波が飛び交う野外ステージが一番厳しいかもしれません。雷や静電気の影響もあります。メーカーでは静電気を各部に落として誤動作しないことを確認したり，電源が異常なときに火を噴いたりしないことを確認しているはずです。長年アンプを製造しているメーカーは様々なトラブルやクレームから徐々に改良を続けてきたはずです。素人がにわかに作ったアンプなので，何の保証もありませんが，安全性は常に考えながら設計しています。

さて，昨日の問題点を改善すべくいろいろといじりました。まず，100kHzくらいで発振を起こしていました。経路は2段目から初段への回り込みが怪しいです。入力ジャックとボリュームPOTが近いので干渉しているようです。入力ジャックを銅箔テープで絶縁すると共に2段目のプレート負荷に100pFを抱かせて誤魔化しました。フェーズインバータのプレート間にも500pFを抱かせました。これで，ほぼ正常動作になりました。100kHzの発振はオシロで見ないとわかりません。 10年前はテスターのみでアンプを作っていましたがだいぶ進化しました。遅いけど。。。オーバードライブチャンネルをフルアップにすると20Hz位で低域発振します。どうやら全体にゲインが高すぎるようです。とはいえ，パワーアンプを通しての低域発振なので，電源経由の回りこみが懸念されます。段間の結合定数をデカップリングのFcより高くしないといけないのかもしれません。ここら辺は要検討ですが，まだ大音量を出していないのでなんとも。。。ノイズは若干大きいような気もします。今回は配線にシールド線を一切使っていません。そのせいかな？他に気になるのはフラックスが多いのではということ。 B電源整流用のブリッヂダイオードに10Ω程度をかましてピーク電流を抑制したほうがいいのかもしれません。

オーバードライブチャンネルの音色も想定どおり。かなり使える音になりました。得られる音色の幅も相当広いです。ただ，クリーンチャンネルのゲインが高すぎるようで，簡単に歪んでしまいます。まだ大音量を出していないので，もう少しゲインを下げることも考えなければならなそうです。切り替えスイッチは相変わらずワープスイッチです。オーバードライブの入力と出力が信号切り替え基板を通じてつながっていることが問題です。切り替え時に一瞬PFBがかかり発振するようです。

'08.01/09

年始は忙しくいじれなかったので，会社が始まってから早起きをして一日1時間いじっています。涙ぐましい根性だ！ということで，だいぶ安定してきました。低域発振はモーターボーティングと呼ばれるもので，十分予見できる範疇の現象でした。ただし，ノーマルチャンネルでは発生しないので，オーバードライブチャンネルのゲインが高いということも一因のようです。結局，信号経路のFcをあげて，デカップリングのFcを下げるということを行いました。デカップリングコンデンサーの容量を小さくする作戦は失敗に終わったということです。信号経路のFcに対して1/10くらいにしないと安定しないようです。次回はこの反省を生かして最適設計を行いましょう。

ワープスイッチの改修は今日やるかな。Photo-MOSでとりあえずお茶を濁しましょう。ドライブ回路はそのままに，Photo-CDSは足を切っちゃいましょ。あーあー高かったのに。しっぱいだぁな。 VactecのPhoto-CDSは各社のアンプに採用されていて信頼性と実績は◎。しかしな，品種が分からなかったんだよな。とはいえ，今回の選択肢はまあまあだったとは思う。だって，ギャレットで品切れだったし。まあまあ言い訳するな。

'08.01/10

ワープスイッチ改修は終了。無事チャンネル切り替えスイッチになりました。スピーカーアウトにATTをかまして色々と試してみたが，音はなかなかよくまとまっているとおもいます。しかし，ちょいと歪みやすいです。クリーンチャンネルでもゲインを12時まで上げると歪んでしまいます。オーバードライブチャンネルは完全にディストーションしています。

そして，発覚したのが，ギターをつなぐと発振するということです。しかも，ES-335よりもストラトのほうが発振しやすいのです。トーンを絞れば発振も止まるし。どうやら入力周りはもうちょっとコンパクトに作る必要がありそうです。シールドを使ってソケットへ直接配線する必要がありそう。 WEの回路図をみて「ははぁん」と納得したのですが，初段のカソードコンデンサーはグリッド抵抗がGNDに落ちる点につなぐとよいみたいです。真空管はグリッドとカソードの電位差で動いているわけなので，グリッドとカソードは近づける必要があるのです。今回はカソードへの配線とグリッドへの配線を縒ったりしたしたのだが，やはりシールドを使ったほうがよかとです。ベルデンの2芯シールドがあるだろうからそれでよいでしょ。シールドに電流を流すなというのは定説だが，シールドがアンテナになるのは困ります。シールドは基本的に両端を接地するのが好ましいらしいです。とはいえ，直流を流したりしちゃぁだめですが。なんともね微妙な感じですよ。まったく。

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