ぺるけ式アンプのPart5 15V版を作ってみた

ぺるけ式アンプの中からトランジスタ式ミニワッターPart5の15V版を作ってみた。

※ぺるけさんの公式サイトはこちら。

本記事で製作したアンプのキットはこちらです。

難易度★★★

1.1.　オリジナルのまま作ってみる

1.2.　次段の熱結合

2.0.　総集編　（最終型を目指す）

3.1.　最初にする作業　（実際に最終型を作り始める）

3.2.　電源部を作る

3.3.　動作確認　（電源部の動作確認）

4.1.　はじめよう　（アンプ部の制作開始）

4.2.　終段部の組立

4.3.　アンプ部の配線

4.4.　細かいのを片付ける　（ピンソケットの処理）

5.1.　動作確認をしよう　（アンプの動作確認）

5.2.　PCBの電圧チェックポイント　（アンプ部のチェックポイント説明）

1.1.　先ずはオリジナルのまま作ってみるぞ

2SK170BLを持っていないのでぺるけさんとこで頒布してもらった。感謝感謝

これがオリジナルの「ペルケさんのサイトから引用しました」トランジスタ式ミニワッターPart5 15V版の回路図です。

アンプ部と電源部を分けて作る事にしよう、回路を切り離しアンプ部だけにするとこうかな

Part5 19V版を最初に作ったので、その時に用意した改良型2号機（Ver2）のPCBを使って15V版を作ってみた

黄色で囲ったところが次段で、赤色で囲ったところが初段だけど見えるかな。

終段は端っこに移動させたからケース自体を放熱に利用してもいいし、小型な市販の放熱器も使えるしで初期の気になった問題は解決した気がする。

この15版には2SC4881/2SA1931を使ってます。

1.2.　次段の熱結合

この次段は熱結合の必要は無いとのことだがホンマかいな、実験の結果は熱結合させた方が安定性が高いぞ、こりゃあ何が何でも熱結合だな。

TO-126の2SA1359は平たいから簡単に貼り合わせできるが、TO-92だと形状の都合で技が要る、苦労して出来上がった熱結合の様子は以下の画像のとおり。超めんどくさかった

熱結合させないまま2SA1680を取付けるとこんなに離れてる

薄い銅板で囲ってエポキシを流し込んでいます、職人的な技が必要でめんどくさいぞ

このTO-92(L)を熱結合させる工夫はトランジスタが正対していないとかなり手間で、しかも1台のアンプのために2組も作る必要があるから辛かった。「最初から張り合わせしやすいようにしときゃよかった」

因みに次段の2SA1680の温度を測ったら58度だった。けっこう熱いぞ

このVer2のPCBで何台か作ってみた。すると次段の処理が手間だなと思った、この配置に拘っていたのは配線パターンを考える時に2SA1680のエミッタ側を接続しやすくしたかっただけ、作る時に手間になるのはもともと承知していた。だがやはりここは作りやすさを優先するべきだな。

結局ここの次段の処理の事もあり、正対して取付できるように、またまたPCBを作り替えることにした。

いつになったら終わるんだコレ

2.0.　総集編

試行錯誤の結果、だれでも安心して作れるように最終型はこうなりました。

入手困難部品は使わないでオリジナルの音の良さを維持できること
組立てやすさも改善すること

それらを念頭におき初段の2SK170から2SK2881に変更し、次段の2SA1680を正対させて、しかもTO-126の2SA1359も挿せるようにスルーホールを少し大きくした、これでPart6 12V版・Part5 15V版・Part5 19V版の3種類にかっこ良く対応するPCBとして小さいながらも大きな変化を遂げたのだった。このPCBは実は改修4回目のVer4、Ver3は次段のスルーホールサイズの指定を間違えたためTO-126が挿せない失敗作となりボツ

赤い囲みが初段2SK2881、黄色の囲みが次段2SA1680または2SA1359両対応、青い囲みは終段でTO-220を対象にしている。この終段に2SC3422などTO-126を取付ける時は面を反対にして取付ける。

全体的に地味な変更点ではあるが部品配置と以前にも増して信号経路と電流経路をさらに熟考し最適化したものとした。

変更後の回路図は下記の通り。

部品を取付け終えるとこの画像のようになるのだ（完成例）

初段に採用した2SK2881はgmが低く2SK117相当だが実験の結果、とても良好な動作をすることが分った、もちろん音質的にも2SK170の代替として納得のいく良い音を出してくれますぞぉ。

2SK170または2SK117から2SK2881への変更すると足の並びが反対なのでVer3からPCBの配線も変更した。

絵はボトムビューで左から1・2・3

ドレインとソースが反対です

※NチャンネルJ-FETの2SK170と2SK2881はデータシートによるとドレインとソースの配置が反対ではあるが、実はドレインとソースを入替えても同じ動作をします。 初心者の方は不安になると思われるのでデータシート通りの配列に対応してPCBの配線も変更しました。

次段は差動回路用への定電流回路に使われている部品を変更した。

「1S2076Aと160Ω+4.7kΩでの分圧」から「1N4148と150Ω+4.7kΩでの分圧」へ変更

1S2076Aと比べると1N4148はわずかに順電圧が高くダイオードだけ交換したのでは2SA950の電流出力が増えてしまう、もともと1S2076A自体かなり個体差があり無選別では使えない、選別が必須なら高価で入手しにくい1S2076Aである必要も無い。

実験の結果1N4148と150Ωの組合せがよかった

1S2076Aって2.6mA程度で動作させたとき他のガラス封入ダイオードよりも順電圧が低めで、しかも今後の入手性も悪そうな気がするし高価だし大量買いして選別するには効率が悪すぎ。

この2.6mAがどこから出てきたのかって？？　実測して逆算してみた

式1.　160Ω（R12）の両端の電圧=0.42V　0.42÷160=0.002625　約2.6mA

この定電流回路からの出力電流の多少の違いは音質には影響しない、左右チャンネルで電流量が異なるのは美しくないのでダイオードの選別作業は大事なことだ

この定電流回路の動作を実測し、1S2076Aから1N4148変更した場合も所定の電流特性を示すように、オリジナルの160Ω（R12）と1S2076A（D1）の組合せを本機では150Ω（R12）と選別した1N4148（D1）の組合せにした。

終段は2SC4935/2SA1869、2SC4881/2SA1931、2SC3422/2SA1359などいろいろ試してみた。

音質はどれも良好で好感が持てます、2SC3422/2SA1359はTO-126パッケージで、TO-220のそれとはB・C・Eの並びが反対なので取付時に反対向きにすればOK。TO-126を終段に使うと見た目がブサイク（個人的見解です）なので、手持ちが尽きるか入手不能になるまではTO-220型の2SC4935/2SA1869または2SC4881/2SA1931の組合せでいく予定。

終段のアイドリング電流を決定する部品の一つとしてD3・D4のバイアス用ダイオード（UF2010）は初段のFET同様に特に厳密に選別するのが望ましく終段に密着させて取付けるのがベスト。

それと（4700μF＋1000μF）を（3300μF＋ 3300μF）に変更。コンデンサ容量が増えるのは誰しも歓迎するだろう、ところが3300μF1個で聴いてみたがいい音で鳴るので気持ちの問題かも。

ポイントがつかめたところで製作にとりかかろう

3.1.　最初にする作業

最初の作業は初段の2SK2881Eと次段の2SA1680をエポキシボンドで貼り合わせることから始めよう、2SK2881Eは小さすぎて貼り合わせるのが難しいぞ。

2Sk2881や2SA1680はそれぞれ正面どうしを貼り合わせます。

貼り合わせ方の一例

2液混合のエポキシをよく練り合わせて貼り合わせするんだけど、塗ったらビニール袋を敷いてそこに立てるといい。

少し多めにエポキシを塗ったらドライヤーで温めるのだ、エポキシが垂れてくるのは気にしないで進める。

用心しないと部品が丸ごと飛んで行くぞ。

ワシは2回飛んで行った

よーく硬化したのを確認したらビニールから簡単に剥がせる、すると羽根つきができる

あとはニッパーで羽を切り落として完成

2SK2881Eの方はエポキシを塗って立ててたら小さすぎて傾いたまま硬化してしった。ドライヤーの風で直ぐに倒れてしまうし加減が難しい。

ブサイクになったが気に入らん人はヤスリで削っておくれ。

3.2.　電源部を作る

初段と次段の熱結合細工をしてエポキシが硬化し終えるまでには時間があるから電源部を作ってしまおう

リレーを使わない方式にしたので　ちょこっと説明

15V版の場合はR9（10kΩ）・C4（220μF）・ZD（6.8V）の組合せで電源投入後Q2のデジトラがONになるのを遅らせています。このQ2がONにならないとQ3はOFFのままなので、アンプ側への出力はR11の18Ωを通して流れる、これで突入電流を和らげ、次の瞬間に電源電圧の半分くらいがアンプにかかります。電源投入後の1から2秒後にQ2・Q3がONになって所定の電圧が出力されます。ACアダプタの保護回路も働くことなくポップアップノイズの低減（ポップアップノイズは出ません、もしかしたら聞こえない程度にはでているかも）に役立つ仕組みです。

リレーではなくトランジスタなので実測するとアンプ駆動時は0.12V（アイドリング時）ほどロスってるが問題視する必要は無し。

黄色で囲ったQ1の2SC3422、Q3の2SA1359の（TO-126型）向きに要注意、トランジスタの印字面に向かって左からエミッタ・コレクタ・ベースで、PCBの四角いランドが1番でこの場合はエミッタとなる。　　←記号が型番印字面（正面）の向き

赤色で囲ったところはZD6.8V、これも極性に注意して取付ける、PCB上ではランドの四角い方がカソードの印し。

ZD6.8Vは小さいのと色が分りにくいのでこの画像を参考にするといい

黒い帯があるほうがカソードで英語ではCathodeだがKと表記するのが一般的。

ここも原則的には背の低い部品から取付けて行くぞ、0.47Ω・18Ω・220Ωの抵抗とZD6.8Vをこの時点で付けておくとあとの作業が楽なんだな。どの抵抗もたいして熱を持たないからPCBにベタ付けでいい。

最近の抵抗はカラーコードの色が判別しにくい、それはワシの老眼が強いからかもしれん、ミス防止のために1本ずつ丁寧にDMMで抵抗値を確認しながら作業を進めないと危険極まりない。

次は残りの部品を付けて行くのだが3300μFのコンデンサは一番最後に付けた方が作業性がいい、なんなら付け忘れてても疑似両電源として機能する。

3.3.　動作確認のため、電圧を測っておく

全部の部品を取付け終えたら、この時点で電圧の確認をしておこう。そのためには15VのACアダプタやPCBへ接続するためのDCジャック（2.1φサイズのもの）と配線少々を用意する。

部品の取付けミス等が無ければ動画で観られたような電圧が出る、ACアダプタの出力が高めなようで15V以上あるな、正側出力が7.72Vで負側出力が7.51Vと読み取れる。

負荷をかけていないので大体こんな感じであればOKなのじゃ、正負で若干電圧は異なるが許容範囲内で全く問題無し。

さあアンプ部の制作に入るぞぉ

4.1.　はじめよう

お奨めの部品取付順があるから、それに沿って掻い摘んで説明しよう

ここに書いてる順番をよく読んでPCBを眺めながらイメージすることが失敗しない成功への秘訣

ワンポイント⇒回路図にもあるしPCBにも実装できるようにしているR1（120kΩ）は入力調整用にボリュームを付ける場合はR1を実装しないのでワシは付けていない、入力調整無しのパワーアンプみたいなのを計画している方だけ取付けること。

先ずはR13・R15の220Ω/2WをPCBから2ミリくらい浮かして取付ける。

この220Ωを取付けて切り取った不要なリード線を使ってD2のところをジャンパーする。

R17・R18の0.68Ω/1WをPCBにベタ付けで取付ける。

さっきも触れたが抵抗は1本ずつDMMで測り確実に取付けることにしている、最近の抵抗はとにかく読み辛い、しかも1Ω以下の抵抗はDMMからのリード線の抵抗が邪魔をするので抵抗値通りの表示はされないので勘違いせんように。

くどいようだが、0.47Ωを測ると0.7Ωくらいの表示になるから、間違ってそれを0.68Ωだと思い込まないことだ、測る前に必ずDMMのリード線をショートしてリード線の抵抗値を確認すること。（抵抗レンジで赤・黒のテスター棒の先端を当てて測るだけ）

黄色で囲ったところがD2で15V版・19V版ではジャンパーするところ

ここにダイオードを付けるのはPart6の12V版だけ

取付順に沿って作業を進めるのだが、気になるところがあるので要注意点として拡大した画像で説明する、D1の取付向きを間違わないように！

説明用にだーっと部品を付けて撮影したから手順通りの順番で取付けていないことをお詫びする

黄色で囲った部分がD1（1N4148）でアノード側をPCBに立ててカソード側のリード線を曲げてPCBに挿す

お奨めの取付手順に従い作業を進めたら、ここらで一休みし次の作業の準備をする

ここまで来たら残りはあと僅か、一服して落ち着いてからバイアス用ダイオードの取付に進む

C6・C7にスチコンを使ってた時の画像だが、最新ではNP0の積層セラミックになってるので気にせんように

4.2.　終段部の組立に進もう

ここまで作ったら、ようやく終段用バイアスダイオードの取付を行う。取付はPCBから5ミリほど浮かすので間違えんように、しかも取付向きには細心の注意を払うべし

こんな感じに浮かして取付

しかも外側（つまり終段側）に少し傾けると尚良い

ここのバイアス用ダイオードの取付は終段と密着させるのが目的、仮に何も考えずにPCB側に密着させて取付けたなら手直しするのは諦めんさい（アイドリングが高めだけど正常に動作する）。

さあ終段をとりけるぞぉ　先に放熱器にシリコンラバーを挟んでネジ止めしとくといいかも、このシリコンラバーは通常のよりも熱伝導性が高いのを採用してみた。

電源部に使ったTO-126型とは足の並びが反対なので注意してください。

印字面に向かって左からB・C・Eです。

4つとも付けるとアンプらしくなってきたな、この放熱器に大きいのを使うと冷えすぎて塩梅がよろしくない、アイドリングが90mAくらいの状態で終段の温度を測ったら放熱器無しで58度（室温25℃の時）だった、放熱器無しでもいいくらいだが夏場の事を考えて、これくらい小さめなのを取付ける事にした。この放熱器を使うと13度ほど温度が低下して45度くらいで安定していた。

横から見たらこんなふうにトランジスタとダイオードが密着し、残りのコンデンサ（3300μF）を付ける前に熱伝導グリスを塗っておく

4.3.　アンプ部　配線引き出し箇所

上から見た画像を載せときます、3300μFのコンデンサを付けた後だと、ちょっと狭いので、この時点で電源とスピーカーの配線を出しておくのもありだな。

赤丸が電源のプラス、青丸が電源のマイナス、黒が電源のアース（E）とスピーカー出力のE、白丸がスピーカー出力

ここでその配線をしたらこんな感じ、それぞれ独立した配線を引き出すことが重要なポイント

アンプ部の仕上げに残りのコンデンサを付けますぞぉ。コンデンサを取付けると、それなりに密集するので、どのタイミングで配線を出すかは自由

4.4.　細かいのを片付ける

PCB上には低域boost用のピンヘッダを付けてるので、自分が使うスピーカーの口径が12センチ以下ならこのまま放置してピンヘッダはオープンにしとけばいい、大きい口径のスピーカーだとboostは特に必要無いと思うので2Pのピンソケットを少し処理してショートするといい。

boostのON/OFF切替を付けたい場合は2Pのピンソケットを使って配線を延ばし切り替えスイッチを付けよう。

入力用の3Pソケットには適当な配線を付けてPCB部の組立作業は完了

5.1.　動作確認をしよう

かなり概略だがこんな感じ。（ワシはこのバラックのまま鳴らして常用しとる）

全ての部品を取り付け終えたら、配線も済ませてバラックではあるがいきなり音出しをするのはワシだけか？　みんなは真似をせんように

念のため、最小限の配線をしケースに入れる前に机の上にバーッと広げて動作確認をしてみよう、スピーカーはこの時点では繋がなくてもよい、ボリュームも付けず入力はショートしておくとよい、

疑似両電源部との接続など配線間違いが無い事を確認したらACアダプタをコンセントに挿し、手際よく次の2点だけ確認する。

チェックするのは終段のアイドリングと出力のDCオフセット電圧のわずか2点のみ、なんらかのミスをしていない限り、これ以上の計測は不要だ。ミスをしていたらこの2項目はまともな数値が出ない。

アイドリングは出力段の抵抗（R17）0.68Ωの両端を測る、電源投入直後は0.075V（75mV）くらいあると思う。終段が温まると60mV（アイドリング電流88mA）くらいで落ち着く予定。

0.075V÷0.68Ω=110mAのアイドリング　これくらいから始まって徐々に低下する

DCオフセットはSP_outとアース（SP_E）間を測る、今まで何台も作ったが最悪値をいうと3mVくらいだった、温まると1mV近くまで低下するはず、だからこの時点ではRV1を回してバランス調整をしないことだ、このまま使っても何ら問題ないレベルなのだから。

蛇足だがRV1に使っている多回転ポテンショメータは出荷時にほぼ中間にセットされているみたいで、取付前にクルクル回して遊ばん方がえーよ。

5.2.　PCBの電圧チェックポイント

動作確認のための計測ポイントは次の画像で確認してほしい、そして今回テスト的に組み立てたのを測ってみた。次の二つはクリックするとかなり大きめな画像で別窓が開くぞ

このPCBはチェックポイントを印すのに邪魔な部品は取り外しているから、そこんとこよろしく願いたい。それと1から10までの番号とP・M・Eの文字などは次の回路図上でどこを測っているのか確認して頂きたい。「}」マークはそこの部品間の電圧を測ってる。詳細は後述する。

各部の電圧は黒と赤は左右チャンネルそれぞれの測定値、2時間くらい放置してから測った数値である。

初段のFETを2SK170BLから2SK2881Eに変更している事もあり、2SK170の時とは少し違うが、もしものトラブルシューティング時の参考にはなるのかな。特に初段周りの電圧はFETのVgsなりの電圧に落ち着くのだが、ペア取りしても個々のペアで個体差がかなりありR5のところ（E・6の測定ポイント）は0.2Vから0.6Vの範囲でバラつく。

とにかくDCオフセット電圧を先ずは重視してほしい±4mVの範囲、アイドリング電流については15V版の場合130mA程度（89mV）から100mA（68mV）の範囲に収まっているはず。これが大幅にズレている場合は何かしらの問題が発生していると考えられる。