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低消費電力 KORG Nutube真空管オーディオ・アンプ

出力にオペアンプとSansui製トランスを使った低消費電力な真空管アンプに、Raspberry Pi Picoで作ったピーク電圧レベルメーターを接続した実用的なオーディオ用アンプの製作方法について説明します。

特長

トランスを使用した Nutube 真空管のみで電圧増幅するオーディオ・アンプです。一般的な真空管アンプに比べて1/10~1/100の消費電力で動作するので、電気代を気にせずに、ながら聴きが出来ます。

  • KORG Nutube 真空管+Sansui トランスを使用
  • ながら聴き向けの低消費電力(1W以下)動作
  • 音量の調整に実用的なアンプ出力レベル・メーター
  • 小型サイズ(秋月Cタイプ基板×2枚分の回路)
トランスを使用することで、Nutube 真空管のみで電圧増幅する。低消費電力で動作するので、電気代を気にせずに、ながら聴きが出来る

ピーク電圧レベルメータ

下図のピーク電圧レベルメーターは、Nutube 真空管の電圧増幅によってオーディオ信号が歪まないように音量調節するときに使用します。スケールは32dBです。10dB毎に主目盛、2dB毎に補助目盛を表示します。

電圧増幅によってオーディオ信号が歪まないように音量調節するためのピーク電圧レベルメータ。スケールは32dB。10dB毎に主目盛、2dB毎に補助目盛を表示する

構成

以下の主要部品で構成します。秋月電子通商で販売されているユニバーサル基板のCタイプを2枚使用しました。

  • 基板1. 真空管アンプ部
    • KORG Nutube 6P1 真空管
    • Sansui ST-32 トランス
    • MUSES8820 オペアンプ(インピーダンス変換用)
  • 基板2. レベルメーター部
    • Raspberry Pi Pico マイコンボード
    • AQM1602Y-NLW-BBW 液晶ディスプレイ
KORG Nutube 6P1 真空管(中央・パネル)、Sansui ST-32 トランス(中央・緑色)、MUSES8820 オペアンプ(中央・ヒートシンクの下)、Raspberry Pi Pico マイコンボード(左側・基板)、AQM1602Y-NLW-BBW 液晶ディスプレイ(左下・パネル)

製作 1.アンプ部

アンプ部の製作方法は、下記の過去のブログ記事を参考にしてください。

製作 2.電源・メーター部

電源部とメーター部の回路図は下図の通りです。低消費電力化のために33V出力と5V出力のDC/DCコンバータを使用しました。33V出力の回路図は、前述のアンプの製作に記載のとおりです(NJM2360Aで構成)。5V出力には、RECOM製のR-78E5.0-0.5を使用しました。

電源とメータ部の回路図。33V出力のDC/DCコンバータは、前述のアンプの製作に記載のとおり(NJM2360Aで構成)。5V出力は、RECOM製のR-78E5.0-0.5を使用

オーディオ入力(7.0VRMS)には、アンプ部の出力トランスの入力側を接続しました。アンプ部のオペアンプとトランスの間のオーディオ信号です。この信号はインピーダンス変換用なので、メーター部の真空管の出力の電圧を測ることが出来ます。

メーター部のソフトウェアなどについては、下記をご覧ください。

製作 3. ケース

製作した基板2枚を下図のようなケース(西務良製 No.140)に収容しました。

通常の電子工作よりも高い電圧(33V)を使用するので、回路が発熱しても発火しにくいポリカーボネートのケースを使用し、基板が接近する底面にはポリイミドテープを貼りました。

万が一、回路が発熱しても発火しにくいポリカーボネート製のケース(西務良製 No.140、秋月電子通商で購入)に入れた真空管オーディオ・アンプの完成例

それぞれの基板の前面に液晶ディスプレイ(下図・左)、真空管パネル(下図・右)を取り付けることで、音だけでなく目でも楽しめるように配置しました。

基板の前面に液晶ディスプレイ(左)、真空管パネル(右)を取り付けた。目でも楽しめる

なお、Raspberry Pi Pico上のLED(GP25に接続)は、オーディオ信号レベルに応じて輝度が変化します。プログラム内のLED 初期化処理(led = PWM(Pin(25, Pin.OUT)))の25を他のGPIO端子に変更し、真空管アンプの裏側のLEDに接続すれば、より趣きを楽しむことも出来るでしょう。

似た色味の表示

本ディスプレイは、文字色が白色、背景が黒色です。ディスプレイ全体にポリイミドテープを貼って、文字色を黄色に近づけました。青緑色に近くなったので、真空管の発光色にも似た色味になりました(偶然)。

ディスプレイ全体にポリイミドテープを貼って、文字色を黄色に近づけた。青緑色に近くなったので、真空管の発光色にも似た色味になった

液晶ディスプレイの視野角

しかし、上からのぞくと、文字色が黒色、背景が黄色に反転してしまいます。離れた場所から見る場合は、ほぼ正面方向から見ることになるので支障ありませんが、机の上で使う場合は液晶の視野角によって見えにくくなります。

上からのぞくと、文字色が黒色、背景が黄色に反転する。離れた場所から見る場合は、ほぼ正面方向から見ることになるので支障ないが、机の上で使う場合は見えにくい場合がある

アンプを使い分ける

下図は、上から順にA.市販のアンプ(キット)、B.今回の製作品(真空管アンプ)、C.デジタルアンプ(NJU8755V)です。大音量で音楽を楽しむときは市販のAを、ながら聴きには今回のBを、映画などを楽しむときはCを使っています。

高解像度写真

インスタグラムに高解像度写真を投稿しましたので、ご覧ください。

https://www.instagram.com/p/Cls6mnOrkwh


by bokunimo.net