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真空管アンプを組んでみた。

12AV7を使って、真空管アンプを組んでみました。
とりあえず、出力がなるべく大きく取れるように設計してみます。

まず『真空管の特性を測定してみた。』で測定したプレート電圧対プレート電流の特性から、出力をぎりぎり取り出せる負荷を決定します。
出力トランスに「東栄変成器」のT-600を使う場合、出力インピーダンスZoは7kΩと12kΩから選択することになります。
そのため、その負荷線をプレート許容損失ぎりぎりのところに引ける位置を探ります。そうするとこんな感じになりました。
アンプ設計書-3_12AV7
Zo=7kΩ、12kΩのいずれの場合でも、グリッド電圧-2.5Vを中心に0.5~4.5Vに振ってやるとよさそうです。

次に、このときのカソードバイアス抵抗を求めます。
プレート-カソード間電圧200V、Zo=12kΩのとき、グリッドバイアス電圧-2.5Vでプレート電流が11.38mA流れているので、カソードバイアス抵抗は
   2.5 ÷ 0.01138 ≒ 220[Ω]
になります。
プレート-カソード間電圧190V、Zo=7kΩのとき、グリッドバイアス電圧-2.5Vでプレート電流が10.14mA流れているので、カソードバイアス抵抗は
   2.5 ÷ 0.01014 ≒ 240[Ω]
になります。
アンプ設計書-4_12AV7
なお、カソードコンデンサの容量は、低域遮断周波数を20Hzとするとそれぞれ約36μF、約33μFとなります。なので余裕を見て100μFとします。

このアンプを出力最大まで出す場合には、入力電圧の振幅は4~5Vp-p必要になります。スマホなどの出力で鳴らす場合、スマホの出力電圧振幅はせいぜい0.5Vp-pが関の山ですから、10倍以上にしてやる必要があります。そこで入力にもトランスを入れて電圧を大きくします。サンスイのトランスにちょうど良いもの(ST-14)があるのでこれを使います。巻線比(=電圧比)が22倍になるので、ちょうど良いのではないでしょうか。
※本来このトランスは500kΩ側が入力(1次側)なのですが、逆にして使っても問題はありません。

出力トランスは、ちょうど手持ちに7kΩのものがあったので、これを使うことにします。

そうして組んでみたのがこちら。
真空管アンプ_回路図

これで組んで鳴らしてみました。
入出力にトランスを使う以上重低音はさほど望めないのですが、高々数十mWとは思えないほどの音量でひずみもあまり気になりませんでした。
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【謹告】実験用高電圧レギュレータのキットを発売します。

「実験用高電圧レギュレータキット」を発売します。
非安定な直流560Vを入力して、100~500Vの間で可変できるシリースレギュレータです。

HV_PS(500V).jpg
写真は平ラグ板上の部品を取り付けたもの。Q1とVRは平ラグ板の外に取り付けます。
1-DSC04225.jpg
組み立て説明書はこちら
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【謹告】「実験用高電圧安定化電源キット」を発売します。

「実験用高電圧安定化電源キット」を発売します。
トランスレスで50~250Vの間で可変できるシリースレギュレータ型安定化電源です。
HV_PS_WS.jpg
このキットは、高電圧を手軽に供給できる実験用電源です。ボリウムひとつで可変でき、約25mA程度まで取り出せるので、真空管や高耐圧トランジスタなどの特性を測定するための電源にお使いいただけます。
また電圧変動・リップルが非常に少ないので、真空管アンプの電源としても最適です。
組み立て説明書
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【実験004】コッククロフト昇圧回路のエミュレーション

コッククロフト昇圧回路のエミュレーションをしてみました。
入力電圧と各コンデンサの端子電圧・電流、および出力電圧・電流を計算しました。
コッククロフト_001
Rs=0.1Ω、C1~C4=10μFで計算しています。

まずは電圧。電源投入から2秒間の波形です。
※横長のグラフを縦に回転してあります
rect-quad-half-1.jpg
出力電圧が、意外にもなかなか上がりきらないことが判りました。

次に電流。こちらは電源投入から0.3秒間の波形(時間を引き延ばしている)です。
※横長のグラフを縦に回転してあります
rect-quad-half-2.jpg
非常に複雑な流れ方をするようです。
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【謹告】連休中のワークショップ予定をお知らせします。

4月~5月の大型連休中に、はんだづけカフェさんにて「電子工作をやってみたい!」方のためにワークショップ(工作教室)を開催いたします。
  • 4月27日(日)
  • 4月28日(月)※平日営業のため夕方から
  • 5月2日(金)※平日営業のため夕方から
  • 5月3日(土)

基本的に「飛び入り参加」でやっています。初心者でも作れる簡単な内容ですが、玄人の方で「私の腕前を見せてやろう」という腕自慢の方でもぜひご来場ください!
★今後も定期的に開催することを予定しております。基本的に土曜日と日曜日で交互に開催する予定です。
「はんだづけカフェ」

大きな地図で見る
1)「平ラグ板にLEDフラッシャー(Lチカ)を作ろう」
★「平ラグ板」に、自分で部品を配置してはんだづけを行い、LEDがピカピカ光る回路を組み立てます。はんだづけをしたことのない方でも組み立てやすい教材です。最後に電池ボックスをお付けして、お持ち帰りいただいても楽しめるように仕上げます。
対象:電子工作の未経験者以上(但し、小学生の方は保護者の同伴が必要)
参加費:400円
所要時間:約30分の予定
申し込み:不要(飛び入り参加でOK)
ご用意いただくもの:なし
DSC02698a.jpg

2)「平ラグ板にオーディオパワーアンプを組み立てよう」
★Lチカよりも少し大きな平ラグ板に、スピーカーを鳴らせるトランジスタパワーアンプを組み立てます。
対象:電子工作の未経験者以上(但し、小学生の方は保護者の同伴が必要)
参加費:1000円
所要時間:約1時間の予定
申し込み:不要(飛び入りで参加OK)
ご用意いただくもの:お手持ちの、携帯音楽プレーヤー・スマホなど音楽を再生するもの
(※お持ちいただかなくても参加は可能です。)
1-DSC04069.jpg
※写真は製作例です。使用する部品は写真のものとは異なる場合があります。
★今後、下のスピーカーなどと組み合わせてご使用いただけるようにくみ上げるワークショップも開催する予定です。

3)「段ボール箱でスピーカーボックスを作ってみよう」
★ゆうパックのダンボール(小)に穴を開けてスピーカーユニットを取り付け、スピーカーボックスを作ります。(当日はアンプを作らずスピーカーのみの製作でも参加できます。)
対象:電子工作の未経験者以上(但し、小学生の方は保護者の同伴が必要)
参加費:600円
所要時間:約30分の予定
申し込み:不要(飛び入りで参加OK)
ご用意いただくもの:お手持ちの、携帯音楽プレーヤー・スマホなど音楽を再生するもの
(※お持ちいただかなくても参加は可能です。)
1-DSC03575.jpg
※写真は2個作った例です。手前のアンプは含んでいません。

4)「高電圧を発生させて放電管を光らせてみよう」
★高い電圧を発生させて、フラッシュなどに使われている「キセノン放電管」を光らせます。
対象:中学生以上
 ※高電圧を取り扱うため、小学生以下の方の参加はご遠慮願います。
参加費:500円
所要時間:約30分の予定
申し込み:不要(飛び入りで参加OK)
ご用意いただくもの:なし
※当日製作した高電圧発生実験装置はお持ち帰りいただくことはできますが、キセノン放電管はお持ち帰りいただけません。また、事故防止のためご家庭ではお使いいただけないよう、電源コードは取り外させていただきます。

★ご注意
・当日は、はんだづけカフェさんの通常の営業も行っています。ワークショップ用に特に席を空けてあるわけではありませんので、一般のお客様で席が埋まった場合には受付を一時的に停止いたします。ご了承ください。
・部品の用意の関係上、各日、各プログラムとも数に限りがございます。規定数に達した場合にはご容赦ください。
・受付時間は、はんだづけカフェの閉店時間から所要時間分を遡った時点までまでとさせていただきます。
本ワークショップはスイッチサイエンス(株)様の承諾を得て、当方が個人的に開催するものです。本件につきましてのお問い合わせは当ブログへのコメント、または掲示板までお願いします。スイッチサイエンス(株)様へのお問い合わせはご遠慮ください。
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【トラックバック】はんだづけカフェへ行ってみた

ワークショップに参加いただいた方から感想をいただきました。

秋葉原の外れにある、はんだづけカフェに行ってみました。気にはなっていたものの、きっかけがなかったのですが、ワークショップもやっているというので、子供と一緒に行ってきました。LEDチカチカとオーディオアンプをラグ板に作りました。詳細はこちらうちの子、ラジオペンチ使うのさすがにうまいな。教えていただいた方も丁寧に教えてくれたので、すごく立派にはんだできていました。はんだづけって我流+ネットでみたような内...
はんだづけカフェへ行ってみた

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【謹告】ラグ板に組む『馬鹿アンプ』発売します。

好評のうちに販売終了しました『馬鹿アンプ』「正統なる後継機種」となる『ラグ板にトランジスタで組むシングルA級オーディオアンプ「馬鹿アンプ」』を発売します。
『馬鹿アンプ』のシンプルな回路構成はそのままに、これまでのプリント配線版から「平ラグ板」へ組み立てることにより、より一層「組み立て感」が増し「完成満足度」が大幅にアップしました
baka_amp_lug_sch.jpg
BAKA_AMP_組立_a
1-DSC04069.jpg
※写真は作例です。実際のキットに封入される部品は異なる場合があります。
『馬鹿アンプ』同様、スイッチサイエンス様にてお取り扱いの予定です。
馬鹿アンプ説明書
本商品の技術的なお問い合わせは、当ブログへコメントいただくか、掲示板へ投稿をお願いします。
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真空管の特性を測定してみた。(その4)

12AV7の仕様書をよく読んでいたら、動作条件に「Cathode-Bias Resister」というのがありました。
12AV7-data.jpg
これはカソードとGNDの間に抵抗を入れてカソードの電位を上げる(相対的にグリッドの電位を下げる)「自己バイアス」という方法を使っているということです。
その条件から見て、データシートの各値は「グリッド電圧が約-1Vのときの数値である」と判断できます。
なので、グリッド電圧が-1Vのときの特性を測定してみました。ついでにそのほかの値も測定しました。

12AV7_Ep-Ip_5_20140419221844bb0.jpg
グリッド電圧が-1Vのときの、プレート電圧が100V付近での内部抵抗rpは9.04kΩ、同じく150V付近では7.45kΩであることがわかりました。

12AV7_gm_3.jpg
また相互コンダクタンスgmは、プレート電圧100Vのときは4446μS、150Vのときは5746μSであることがわかりました。

それでもやはり、本来の特性には達していないようです。
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安定化電源回路をショートから保護する方法(その2)

前回のショート保護回路の電流値を少し上げてみました。
具体的には、R6に並列に560Ωの抵抗を接続し、約160Ωとしました。
(下の回路図は定数を書き換えていません)
20140414233605.jpg

250Vで出力したときの電流制限特性です。
電流制限_250V
20mAくらいから制限がかかり始めて、ショートすると33mAで止まるのがわかります。

ついで、50Vで出力したときです。
電流制限_50V
こちらは30mAくらいまで普通に出力して、そこから33mAまでいっきに落ちるようになりました。
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真空管の特性を測定してみた。(その3)

12AV7は3極菅が2本入った形をしています。
前回はch1を測定しましたが、今回2chも測定してみました。
12AV7_Ep-Ip_5.jpg
12AV7_gm_2.jpg
1chとほぼ似たような特性を持っていることがわかりました。
あまりによく似ているので、同じchを2度測定した疑惑がわきました(笑)
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プロフィール

@ぽっけ

Author:@ぽっけ
底辺Makerを自負する@ぽっけが日々製作している「初歩の電子工作」の記録です。
自分で「あっ、あれ欲しい!」と思ったものを猪突猛進、地で製作しています。

★略歴

電子工作は中学のとき、授業でやるよりも早く自分で始めました。・・・といっても小遣いも少なく技術も未熟だったので、ラジオを作るのさえもやっとでした。

高校・大学でも工作を続け、大学在学中にようやくトランジスタ回路の基礎が理解できるようになってきました。

大学卒業後はメーカーに就職し設計職で忙しい毎日を過ごす中で工作からは遠ざかっていましたが、事務職に配転となり時間に余裕ができてまた工作を始めました。そんな中で2011年のCP+(カメラショー)併設展の「Business Meets」に出展していたテキサス・インスツルメンツのブースで「MSP430 Launchpad」に出会ってから、マイコンを使った電子工作を始めました。

また、鉛フリーはんだに興味を持って、10数種類のはんだをリールで購入。個人で使うには約1200年分の在庫を持つという暴挙を成し遂げ(?)ました。

★イベント出展実績
●Make: Tokyo Meeting 07
●Make: Ogaki Meeting 2012
●Maker Faire Tokyo 2012
●ニコニコ超会議「作ってみタワー ワークショッププロジェクト」
●NT金沢2013
●Maker Faire Tokyo 2013
●ポタアン自作er展示会 atポタ研2014冬
○NT金沢2014(予定)

☆TwitterID:
  @pokke_yamada

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