LUX MQ80 = CSPP Amplifier 〜 Modified

かつて市場に出回ったマッキントッシュタイプCSPPアンプがマッキントッシュ以外にも存在したことは以外にもあまり知られていません。

LUXから1974年頃リリースされた MQ80(1974年10月発売 \169.000)を数年前に入手していたのでその性能と動作を探ってみます。(KIT版はKMQ80

他のLUXアンプでは A3000(1975年2月発売)がCSPPです。(完成品は MB3045 1976年7月発売)


■ 出力管は6336A

 6336A は大型の双3極管で元々シリーズレギュレーター用途であり、規格表を見てもアンプに使用するための参考データが載っていません。
プレートはジルコニウムコーティングのグラファイト製でプレートあたりの損失が30Wと大きく、両プレートで60Wともなるその発熱量は半端ではありません。
ガラス管は KT-88 等とほぼ同じ形状とサイズであり、KT-88 の最大プレート損失が35Wである事を考えると、60Wもの耐損失はグラファイトならではです。各電極はセラミックで支持されており、100Wクラスの送信管のようにとても堅牢な造りです。しかし、最大損失付近の動作時の熱量を想像すると、自然空冷でその熱を放出するだけで充分だとはとても思えないです(>_<)。

その特性はよく見るとあの 6S33S (6C33C-B) とほぼ近いと云うか、パラにして1本として見れば最大電流は凌駕してさえいます。

 

 RAYTHEON CK6336A  Russia 6S33S
 ヒーター電圧・電流   6.3V ・ 5A  6.3V ・ 6.6A
 プレート電圧   400V   450V 
 グリッド電圧   −300V   −150V 
 ヒーター・カソード間耐圧   ±300V  ±300V
 プレート損失   30W per Plate  60W 
 プレート電流   400mA per Plate  600mA 
 Gm  13.5 per Plate  28
 rp  200Ω per Plate  80Ω
 μ  2.7  2.2

LUXブランドには同じ 6336A を4本使ったOTLアンプ MQ36 がありましたが、かなりデリケートなアンプだった様です。

 MQ80 はOPTを用いることにより、6336A の最適負荷動作を狙ったアンプであり、ドライブしにくいCSPP出力段をムラード型の回路でドライブで出来ているのは OY-15-600P による低インピーダンス動作(150Ω)のおかげで、40Wの出力でもOPTの1次側電圧が77Vrms程度で済むからです。
これが A3000 の場合には60W出力で動作インピーダンスが900Ω(GX100-3.6K)なので1次側電圧が232Vrmsにもなってしまうのとは大きな違いです。

 6L6CSPP(+P) でも書いていますが、50%のKNFで相殺されるドライブ電圧とHK耐圧の観点からもCSPPには内部抵抗の低いレギュレーター管が有利です。 MQ80 のように40Wでも1次インピーダンスが150Ωの場合は拙作 6S19P CSPP(625Ω/8W)の場合の1次電圧70Vと大差ないのです。つまりOPTの1次インピーダンスが低ければ、当然の如く変圧比が小さくなるのでドライブ電圧が低くて済む訳です。


■ LUX 原回路

LUXの MQ80 原回路をみるとOPTが普通ではない事が解ります。
OY-15 とは言え、1次インピーダンスが600Ω(シリーズに相当、CSPPでは1/4の150Ω)で《バイファイラ捲き》ともなれば外観は同じでも全くの別物と言って良いでしょう。 OY-15-600P はカタログによればトランス自体の周波数特性は200KHzまで延びているとのこと。

MQ80C2.JPG - 43,262BYTES

初段 6267(EF86)、ムラード型位相反転に 6AQ8(ECC85) を用い、12BH7A のカソードフォロワーでドライブするオーソドックスな回路で、ドライブ段へのブートストラップはかかっていません。

 6336A の動作点は Ep=250V、Ip=100mA となっており、アイドリング状態で1本あたり50W、ステレオアンプですので2本で100Wもの発熱はやはり相当なものです。 6S33S (6C33C-B) よりはマシですが、やはり夏には遠慮したいアンプです(^^;;;

MQ80PS2.JPG - 65,444BYTES

電源トランスは 6336A 用途だけに6.3V・5Aが2回路あり、ドライブ段のB電源やC電源のために普通より沢山の巻線が用意されています。
6336A にはヒーター・ウォームアップに関して指定があり、エミッションが安定するまでに30秒以上ヒーターのみの通電が必要となっており、その為にB電源を遅らせて投入するための回路が備えられています。

LUXの管球アンプを修理する際にいつも気になるのはバイアス調整用のVRがプアなことですが、MQ80 には24mmの立派なVRが備えられており、他の多くのLUXブランドパワーアンプに見られる16mmVRや小さな半固定で無いことが、このアンプの安定性に寄与しています。


■ 特性

LUXのオリジナルのままでアンプの特性を測ってみました。

 最大出力(ノンクリップ)  38 W
 最大出力(歪率5%)  42 W
 ゲイン  27.6 dB
 高域カットオフ (-3dB)  110 KHz
 ダンピングファクター  40(8Ω)
 残留ノイズ  0.26 mV

現在の基準で見ても優秀な特性です。ダンピングファクターは40と管球アンプの常識では考えられないほどに大きな値を示していますが、低rp3極管を適正な負荷線で動作させていることと、ブートストラップを用いていないCSPPによる50%のKNF、さらには22dBのオーバーオールNFBによる相乗効果 です。

L-chとR-chでだいぶ差のある結果ですが、ジャンクからの復活かつ出力段のバイアス調整をしただけなので何とも説明のしようがありません。
どちらも残留ノイズは0.2mV程度で優秀なのですが小出力で歪みに差があるし、L-chの出力管 6336A は大きくバランスが崩れており、エミ減が疑われます。
それでも、両ch共に決して悪いデータでは無く、フルパワーに至るまでに低い歪率をキープしているのは立派と言うほかありません(^^;

周波数特性も高域カットオフが110KHzと申し分ないものです。


雑感

音質はこれまでに聴いたLUXブランドの管球アンプ(ノーマル状態)の中ではベストと思います。(私の好みに一番近いという意味です(^^;)
CSPPのキレの良さに3極管アンプらしいしなやかさがあり、22dBものNFBが掛かっているのですが、段間時定数が少ないためか全帯域のバランスに不自然さが無く、一聴して『まともな音』であることが解ります。

この MQ80 は06年にジャンクとして入手していたもので、入手時の外観は風雨に晒されていたと確信出来るほどに汚れとサビにまみれており、それはもう酷いものでした。
幸いにも球とOPTは生きておりましたが、なんと、電源トランスがレイヤーショートを起こしており、正常なトランスに換装する必要がありましたが、漸くこの8月《春日無線変圧器》に代替のトランスを特注してこの度の復活となりました。

さて、レイヤーショートを起こしていたのは500Vセンタータップ付き巻線(回路図中は250V 40mAと表記)で、ドライバー段の嵩上げ電圧とカソフォロ段の負バイアスに利用されていたのですが、電流容量が40mAしかないこの巻線は300VAくらいあるトランス全体の容量からすればほんの僅かです。逆にそれが災いしてこの巻線のみ過電流の状況下でも1次のフューズが切れ ず、その結果レイヤーショートに陥ったものと推測出来ます。

此処ではセンタータップをゼロ電位としてブリッジ整流にて正と負を得ていますが、とりあえずテスターでのチェックでは不良のダイオードは見つかりませんでしたのでレイヤーショートの原因は不明です。
しかしながら、ダイオード(RA-1B)の逆耐圧が800Vと余裕がないことも気になったので1500V耐圧のダイオードに変更しました。

せっかく特注して作ったトランスが再びレイヤーショートで焼けてしまうようなことがあったら悲しいですから...(^^;


↑OPTの塗装がボロボロでかつての名機も見るに忍びない。PTは春日に特注した新品。

特注電源トランスについて問い合わせがありましたので、以下に特注したトランスの仕様を掲載します。


《特注トランスの仕様》 

春日無線変圧器 特注番号H21-08052

   1次 100V-0
   2次 195V−0     AC 0.9A
      6.3V-CT-0   AC 2.0 A
      24V−0       AC 0.2A
      6.3V−0     AC 5A
      250V−0    AC 80mA
      250V−0    AC 80mA
             240V-0           AC  40mA
             6.3V-CT-0      AC  1 A
             6.3V−0       AC  5A

  容量  311.8VA
 形状  O-BS1000伏せ端子タイプ
 端子数 22端子(0−100V・0−240Vは、リード線)
 
【端子配列指定】
  
 上段左より
        100V-0  195V-0  6.3V-CT-0  24V-0  6.3V-0
        (リード線)
  下段左より
        250V-0  250V-0  240V-0  6.3V-CT-0 6.3V-0
                      (リード線)

*注意*
特注故の端子数制限によりやむなく2つの巻線がリード出しとなっています。
オリジナルのトランスと同じではありませんので交換の際は違いを良く理解したうえで配線作業をすることが肝要です。


 回路変更 Mar. 2010 【初段3結化&2段目定電流回路挿入】


■ 回路変更にあたって

MQ80 オリジナル回路に致命的な問題があるわけではありませんが、本機の特徴でもあるムラード型位相反転回路と22dBもの負帰還量は単純に私の趣味に合いません
ある意味これがLUXトーンを演出しているとも考えられるので、ニュートラル?な音質を目指しての変更です。

オリジナルは初段が 6267(EF86) の5極管動作になっていますが、せっかく出力管が3極管なので3結に変更して全段3極管で統一することにします。
当初は初段 6267(EF86) 6DJ8 あたりの双3極管の差動回路に変更して差動2段でドライブする全段PPにしようかと思ったのですが、プリント基板パターンを見るとかなりの大幅改造が必要で、そのままプリント基板を流用するのにはかな〜り無理があるのが判りました。第一段階なので球の変更はあっさりあきらめてそのままでいくことにしました。


 ■ 回路図

球を変更しないので、初段は簡単な変更を施しスクリーングリッドをプレートに繋いで3極管接続にします。
これにて約15dBゲインが下がりますが、NFが22dBもかかっているので、こちらも減らすのが目的でもあります。
 6267(EF86) の3極管接続ではμが約38の中増幅率となり、ローノイズ特性と相まって初段として安心して使えます。
プレート抵抗が87KΩと半端な値なのはオリジナル回路のG2とPをジャンパーにて繋ぎ、0.1μを取り去っただけなので元よりG2へ供給していた680KΩとプレート抵抗100KΩがパラになった為です。

2段目のムラード型位相反転回路は基本的に差動増幅回路ではあるけれども不平衡入力であるし、尚かつ共通カソード抵抗値が小さい為に差動の効果は少なく、否が応にもアンバランスが出てしまいます。それ故に上下でプレートの抵抗値を変えてバランスをとるのがムラード回路の常套手段であり、本機でもご多分に漏れずファクトリーにて調整の跡が伺えます。それどころかムラード回路ではグリッド電位も上下G−G間で10V近く差が出てしまい、現状ではAC・DCともに理想的な対称動作とは言えません。
これらが音質面で不利になっているかと云えば一概にそうだとは云えませんが、贔屓目に見ても有利に作用しているとはとても思えないのです。

今回の改造ではまず51KΩ・56KΩと上下で違うプレート抵抗を同じ51KΩに揃え、共通カソード抵抗15KΩを定電流回路に置き換えて本来あるべき差動増幅動作に近づけ、高抵抗とコンデンサーのリークに因るグリッド電位差を対策するためにG−G間の抵抗値を半分(1M → 500K)にする代わりにコンデンサーの容量を倍(0.47 → 1μF)にしてこの段の時定数をキープ、にG−G間電位差を半分以下に抑えました。

MQ80_CIR-1.PNG - 18,064BYTES

回路図中の青字青線で示した部分が変更・追加した箇所です。

トランジスタ 2SC2336 による定電流回路はベース電圧を決めるツェナー RD6.8EB への電源供給が共通カソードから100KΩにて供給していますが、本来、共通カソードからバイアスを与えるのならばCRD等を使う、或いは別の電源から引くのが正しいやり方ですが、今回は配線の都合で処理が簡単な共通カソードから採っています。(共通カソード電位が高いのでここに使えるようなCRDがないのも理由のひとつ)

しかし、今回のように100KΩ等の抵抗を使った場合はその抵抗値で定電流回路のインピーダンスを制限してしまうのでそれを念頭に置いて動作を考えることが重要です。
オリジナルの共通カソード抵抗が15KΩだったことに較べれば 6AQ8 のようなμの大きな球なら定電流回路が100KΩにインピーダンスが制限されても必要にして充分な性能を発揮します。さらにここでは定電流回路と並列にツェナー RD51B を3個直列に接続していますが、これは電源投入後のウォームアップ時に共通カソードの電位がトランジスタの耐圧(180V)を超えてしまうので、これを制限する為に必須になっています。

もしも、定電流回路ではなく共通カソード抵抗に100KΩを使う場合は、ここで750Vの電圧が食われるので−650Vの電源を用意しなければなりません。

カソードフォロワーを含む出力段には変更を加えていませんが、低域を制限していた段間のカップリングコンデンサ0.022μFを10倍の0.22μFに変更しています。

トータルゲインが下がったことで当然負帰還量も減るので NFR 3.3K → 2.3K にし、付随する位相補償コンデンサも 330P → 200Pへと変更。最終的なNFBは12dBに落ち着きました。

電源に大幅な変更は有りませんが、初段を3結として電流が増えた為に不足するB3の供給電圧を上げるべく、ドロップ抵抗を調整(180KΩ → 100KΩ)しています。


■ 特性

変更後の特性です。

 最大出力(歪率5%)  45 W
 オープン・ゲイン  34.6 dB
 クローズド・ゲイン  22.4 dB
 高域カットオフ (-3dB)  190 KHz
 ダンピングファクター  10(8Ω)
 残留ノイズ  0.15 mV

無帰還(オープン)、仕上がり(クローズド)ともにゲインは控えめになりました。
数値こそ以前の1/4ですが、ダンピングファクターはまだまだ充分に高い値です。

MQ80_DIST-2.PNG - 5,294BYTES

オーバーオールのNFB量を減らしたぶん中出力以上では歪率が悪化しましたが、低出力領域では改善されています。
以前は左右でだいぶ差のある測定結果でしたが、今回は特性のマシなR-chの出力管を使って両方のchを測定しました。
2本の 6336A のバイアス値はどちらも2つのユニット同士で10V程度バラついていますので、バランスの良い球で測定すればもっと良い特性が得られるものと思います。


MQ80_FREQ-2.PNG - 4,801BYTES

高域、低域共に改善していますが、特に高域カットオフはぐんと伸びて200KHzにも達する勢い。ほぼOPTの特性が出ていると思われます。


雑感

3月末には改造を終えていたのに測定がちっとも進まず、ようやくゴールデンウィークの終わりになってアップすることが出来ました(^^;

取り換えたカップリングコンデンサは容量変更に伴い当然ながらメーカーも違うので以前との音質差にこの影響も含まれている可能性は否定出来ませんが、初段の3極管接続とムラード型位相反転回路の定電流化による動作の改善による音質は期待以上の効果があったように感じます。

前にも書いた様に MQ80 本来の 6336A の動作点は Ep=250V、Ip=100mA が基準ですが、あまりの熱量にうんざり(-_-;
出力も音質にもなんら不都合はないので省エネも考慮してアイドリングを半分の 50mA にしました。
これで発熱はだいぶマシになりましたが、それでも真夏に使おうとは思わない熱量です。

低域も良く伸び、解像度も透明感も充分でありながら3極管らしいしなやかさが心地よい音楽を聴かせてくれます。
何ともじれったい感じのあったオリジナルトーンから脱却し、ニュートラルで見通しの良い音質へと変貌を遂げました。(自画自賛(^^;)




 夏場乗り切り省エネバージョン Aug. 2014 【6336B → WE421A】


■ 夏でも球アンプ

MQ80 オリジナルは Raytheon 6336A でしたが、改造後は CETRON 6336B にリプレースしていました。

それはどう見てもくたびれた感のあるオリジナル 6336A が暴走してしまったからなのですが、新しい 6336B は暴走せず順調に稼働していてもやっぱり大量の熱は同じ、やはり夏場に使う気にはなれません。

夏はどうしても球アンプ(特に大食い系)を敬遠しがちですが、そんな大食い系でも夏に音楽を楽しめるような環境に優しい省エネアンプに変身させます。

このページを見てくれた方からのメールで WE421A を差してみたいがうまく動作しないとの相談があり、それではと実験してみたモノです。


 ■ 互換球?

6336AWE421A はソケットのピンアサインは同じです。しかし、そのまま差し替えただけでは動作しません。

ソケットとヒーター電圧では互換性があってもその電気的特性は大夫違っています。

 

 RAYTHEON CK6336A  WE421A (5998)
 ヒーター電圧・電流   6.3V ・ 5A  6.3V ・ 2.4A
 プレート電圧   400V   275V 
 ヒーター・カソード間耐圧   ±300V  ±150V
 プレート損失   30W  13W (15W)
 プレート電流   400mA  125mA (140mA)
 Gm  13.5  20(14)
 rp  200Ω  330Ω(350Ω)
 μ  2.7  5.4


WE421A5998互換ですが、測定条件の差かWEとTUNG-SOLでは少しずつ違っています。


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Last update 14-Jan-2012