アップコンバージョンＴＲＸもそろそろ終局に近づいてくると、また、悪い浮気虫が騒ぎ始めて、表題のようなことをやり始めました。昔、真空管式アップコンバージョン機をいじっていて、いろいろ失敗し、真空管は本気で扱うのは結構難しいと考えていましたが、視点を替えると、意外と面白く、なかなかの特性であることが判ってきました。最終的には、「無念の真空管式アップコンバージョンＴＲＸ」のリターンマッチとして、今度はごくオーソドックスな真空管式ＴＲＸにまとめるつもりです。

　さて、以下に、ここ数週間で遊んだバラックセットと真空管達をご披露したいと思います。

　大きく分けて、３つの基板で実験しています。その基板の後ろには特性を取得する（した）真空管達が並んで居ます。

�@基板左　パワー５極管グループ　　6ＨＢ6　6ＣＬ６　１２ＧＮ7　１２ＢＹ７　等　（追加取得予定の球があります）

�A基板中　ビーム偏向管グループ　　７３６０　６ＡＲ８　６ＪＨ８　等　

�B基板右　パワー（レギュレータ）３極管グループ　６ＲＡ３　６Ｃ１９Ｐ　等　（追加取得予定の球があります）

　未だ、この全部の真空管の特性を取得したわけではないし、回路も最適かどうかはよく分からないのですが、この中のどれかの回路でＩＩＰが４０ｄＢｍという、あのＳＤ８９０１ＨＤ並の特性をたたき出したものがあります。ただし、真空管の特性上、特に�Bなどは高周波動作を考慮して作られたものではないため、あまりハイバンドの特性が出せるわけではありません。せいぜい、ＨＦ帯までです。

　また、真空管の型番を見ると、皆さんおなじみの７３６０や６ＣＬ６＆１２ＢＹ７以外は殆どその名は知られて居ない奴らばかりで入手困難かもしれませんが、いろいろ探せば、日本においてさえ、手に入るものです。６ＲＡ３だってＯＫですよ。ですから、一般的なルートで入手できないからこんな記事なんかアップするな！　なんて子供じみたイジワルは言わないでご覧ください。

　回路は実験であるため、またまた、生基板の上にソケットをビスで浮かして取り付けてあります。ミクサーという周波数変換動作であれば、入出力の結合もあまり慎重になる必要もないようです。もちろん、ＧＧアンプであればこの方法でもなんら問題はありません。いつもいつも、エキセントリックな記事（実装法や回路）をアップしているので、また呆れられそうですが、まぁシロートの手慰みということで、ご容赦いただきたいと思います。（回路の最適でない部分を発見されたら、ご一報いただけると幸いです。）

では、そろそろ始めましょうか・・・・・・

まずこれらのバラックセットを実験するための電源について記しておきます。

用意した実験用電源の電圧ｊ構成表

　電源は以前に作ってあった真空管回路実験用のものと、50ＭＨｚの３モード機の電源部を用いました。後者は終段が２SＫ409のシングルだったので８４Ｖとか４２Ｖとかの電圧が供給できる外部電源です。これは６ＲＡ３や６Ｃ１９Ｐとかの低ｒｐ管用の電圧です。

　【2006.11.18】

　まずはオーソドックスな「真空管で言う所のハイレベルミクサー」を試して見ます。電圧増幅管ではなく、ある程度パワーの取れる真空管で、大きなレベルの変換出力を取り出せるものです。真空管の選定として、ｇｍが大きく、プレート損失は５Ｗ以上でサプレッサグリッドがカソードから分離しているピン構造のものを選んで見ました。手持ちのなかから、この条件で選別すると6ＨＢ6　12ＢＹ７　１２ＧＮ７　6ＣＬ６　６ＡＧ７　が見つかりました。以下は見つかった真空管達です。左から6ＨＢ6×2、6ＣＬ6×2、12ＧＮ7×2、12ＢＹ７×4、下のメタル管が6ＡＧ７×2です。昔、ＡＥＳから取り寄せたものが殆どです。Ｙ7以外は新品で、6ＡＧ7なんか、メタル管なのに未使用できれいなのは感動してしまいます。　

ちょっと6ＨＢ6をアップしてみましょう。下に示します。けっこうタフそうで、なんだか6ＢＱ5に似た形の大型９ピンＭＴ管です。

6ＨＢ6

さて、これらの真空管の特徴をざっくりと列記しておきます。

候補の真空管の概要

　
　回路は、あまり冒険すると何の成果も得られないことが往々にしてあるので、まずは５極管を二本用いたプッシュプル型のミクサーにしてみました。Ｌｏｃａｌ　と信号をＧ１に入れるかカソードに入れるかで２通りのやり方がありますが、まずは以下の回路のようなオーソドックスなタイプにしてみました。なお、６ＡＧ７がＧＴ管のために、ちょっと大きくなるので、今回の実験には参加させていません。

パワー５極管ミクサーの回路

　入力側は非同調でＬｏインピーダンスとしています。今回は、カソード側にＬｏｃａｌ信号、グリッド側に主信号の入力としました。出力側は、同調トランスでインピーダンスマッチングも同時に行っています。同調トランスの可変トリマーは250Ｖ耐圧のものが数個あったのでこれを用いましたが、動作電力が大きくないし、プレート-プレート間の接続なので125Ｖ耐圧のフィリップストリマーでも大丈夫のようです。厳密に考えると、特にグリッド側は「受け」がＧ１でハイインピーダンスなので、トランスの入力側のリターンロスが取れず、５０Ω系で整合していません。これは、ＩＭ測定のときに、外部につなぐＳＳＧのコンバイナーの特性を劣化させることがあるので、注意が必要です。　カソードのドライブには２ＳＣ1971のＮＦＢアンプを使っています。１Ｗ以上出るので、ハイレベルミクサーも余裕でドライブできます。ただ、カソード回路のインピーダンスマッチングは正確にとっているわけではありません。ＧＧアンプのように、利得に敏感に響く場合は、丁寧にインピーダンスマッチングさせないと、まともな動作になりませんが、今回は有り余るドライブパワーで強引に「押す」ことにします。

　ところで、さらに注意しなければいけないのは、高電圧を扱うために、ショートやリークで測定器を傷めるケースです。ＳＳＧの出力や、スペアナの入力ですが、一応、絶縁のために、高圧（500Ｖ）のセラコンでアイソレートし、プレートの同調回路のリンク巻き線はジュンフロンケーブルで巻いて絶縁を確保しています。

入力信号はＨＰ8657で生成した14.5MHz+/-20ｋＨｚ、Ｌｏｃａｌ信号は5.5ＭＨｚのＸｔａｌ発振器です。ＩＦは９ＭＨｚに取りました。3台目のＳＳＧであるＭＧ523Ｂは10ＭＨｚ以下が出ないので、個別に発振器を作ったのですが、適当な周波数のＸｔａｌが無く、大体１４ＭＨｚ近辺を９ＭＨｚに落とすというミクサーの特性を取ることで、各回路、各真空管の特性をスクリーニングすることにしました。　

（注）プレート電流Ｉｐは２本の合計値です。また、Vp,Ｖｓｇは電源の説明の表の番号を示しています。

上記の表はとりあえずの結果です。入力レベルが各真空管によって異なるのは、誤差を生じないと考えられる範囲で測定しやすいレンジに持っていって時間節約を図ったからで、他意はありません。一応、ローカルレベルやＶｇをパラメータに歪の少ないところを探した結果ですが、もしかすると、歪の最低点を見逃している可能性もゼロとは言い切れません。本当は出力タンク回路も真空管毎にいじって見たかったのですが、時間が無く断念しました。

6ＨＢ６の場合（Ｓｇ＝�C）




6ＨＢ６の場合（Ｓｇ＝�E）




6ＣＬ６の場合（Ｓｇ＝�E）

　上記の結果を見ると、Ｇｍが大きければいいという話ではなさそうです。というのも、今回は6ＣＬ６の特性が結構よくて、適度な利得となりました。さらによかったのが6ＨＢ6で、ご覧のように35ｄＢｍを超える値（36.7ｄＢｍ）を出しています。ただし、Ｓｇ電圧を可変させると、歪の値が変化するため、Ｓｇ電圧もパラメータにしないといけないのかもしれません。そうすると、ちょっと設備の整備が必要なので、また、時間のあるときに、気が向いたらやってみたいと思います。12ＧＮ７はじゃじゃ馬です。ｇｍが高く、安定動作をさせるには、今のような実装方法ではうまく行かないかもしれません。発振気味の領域も多く、使いこなすのに骨が折れるとおもいます。12ＢＹ７はジャンク出身で、もしかしたら新品だと異なる特性かもしれませんが、６本あったジャンクをとっかえひっかえしても、あまり変わらなかったので、まぁ、こんなものなのでしょう。さて、ポピュラーな6ＣＬ6ですが、これは昔からコリンズの真空管式機器のドライバー段に多用されており、極めて歪特性に厳しかったコリンズが好んで使った理由がよく分かったような気がします。

　ただし、初めから判っていてやってるのですが、「ミクサーモジュール」のＩＩＰなるものを取得するのに、真空管だと大げさな話になることと、得られた特性を実現するために投入する電力はとんでもない・・・・殆どオーディオマニアの領域になってしまっていますね。

　【2006.11.28】

　某誌の付録にソフトウェアＲＡＤＩＯの基板（といっても単なる直交復調器だけですが）とソフトの紹介がされるご時世に、いまさら真空管の実験も無いものだ、と呆れないでください。ＳＤＲといってもソフトの中身はブラックボックスで、ハードは小学生低学年でも完成できてしまう、とはいえ全体動作は理解できず！では、「あまり、ありがたみも無いなぁ」と悪態をついています。（そうはいっても、結局のところ、私も作ってみるとは思いますけど・・Ｈｉ）。

　さて、本題に戻って、次は７３６０を筆頭とするビーム偏向電極を持った真空管達です。まずは、ジャンク箱にあるこのグループの真空管達のご紹介です。下に勢ぞろいしています。７３６０は真ん中から右側の５本です。４本が名門ＲＣＡ製で１本はＨＩＴＡＣＨＩ製です。７３６０の最初の入手は高校生の頃ですから、すでに30年以上も経ってしまっています。その後、ＡＥＳや秋葉でチャンスがある毎に買い揃えていました。

　左の６ＪＨ８/６ＡＲ８はＲＣＡのマニュアルには7360と同様、「Ｂｅａｍ-Deflection Tube」と分類されていますが、７３６０のように、バランスドモデュレータやバランスドミクサーとしての用途が明記されていなく、主にカラーＴＶの検波用に用いられたようです。7360は内外の文献も多く、多くの人が情報発信していますが、6ＡＲ８は私の知っている限り、日本の文献では数例を数えるのみでした。あまり使われていないというのも、何か理由があるのでしょうか？・・・・・・

　下図は７３６０のアップです。ＨＩＴＡＣＨＩ製のプレートはＲＣＡと異なり金属光沢が見られませんが、この差は特性上なにか影響があるのでしょうか？　それはともかく、ビーム構造の中身までは見えませんが、なんだか高性能な雰囲気を発散していることだけは確かです（笑）。クレイトン・クリステンセンの言う所の「破壊的技術」の勃興に、なすすべも無く分割・買収されて消滅せざるを得なかった、名門企業ＲＣＡの全盛期を彷彿とさせる真空管の芸術品と言えるでしょう。

　7360を評価するのはある種の「勇気」が要ります。なぜなら、信奉者も多く、神話的になっている割には、まともな評価はＪＡ１ＢＨＧ岩上篤行　大ＯＭの行ったＢＭの歪の記事くらいでしょうか？　使用回路例の多さに比べ、あまりにもその定量的評価事例が少なく、有名な割には、よく分からない特性というのが　実情ではないでしょうか？　もちろん、往時であれば、技術情報もたくさんあったのでしょうが、年を重ねるにつれ、そういった情報も忘れ去られてしまったのでしょう。　でも、「７３６０はすごいんだ」という「物言い」だけは語り継がれているわけです。

　そういった中で、神話を破壊するようなことをすれば、いろいろなことが起こります。敢えて文章にすることは控えますが、あまり愉快でないことが多いです。そこで、ここでは、私の実験した結果をできる限り正確に伝え、質問や議論は私の環境下で起こっていることに限らせていただこうと思います。いつものごとく、再現性は重視していませんし、自分で検証できない（しない）方からの「御指導」には、反応するつもりは有りませんので、これは悪しからずご容赦戴きたく思います（笑）。

　さて、ここらで回路図を出しておきます。下に示すごとく、ｄｅｆ入力もｐｌａｔｅ回路も平衡型にしてみました。まずはバランスドミクサーとしての特性をあたってみることにします。コイルはプレート側は同調型でリンクコイルは５００Ω程度に選んでいます。これは、クリスタルフィルタの入力インピーダンスに合わせて、直接インターフェースすることを想定しています。

7360ミクサーの回路

　入力回路は大変迷いましたが、Ｇ１入力はハイインピーダンスのままです。素の特性を明らかにするために、ステップアップのための共振回路はあえて設置していません。したがって、ＳＳＧ出力を５０Ω系で受けたｄＢｍ表示の電力がＧ１に供給されているわけではないのです。ＳＳＧ出力を、５０Ωで受けたときの両端に発生する電圧の２倍の電圧がＧ１に供給されていると考えてください。ｄｅｆ入力はＲＦＴで受けていますが、インピーダンスは５０Ωではありません。ｄｅｆ入力に加えたＳＳＧ出力は、ＳＳＧの出力を開放で測った電圧と同じ電圧振幅がdef1-E間とdef2-E間に発生しています。入力の結線は以下のとおりです。ＡＴＴは、ＭＩＸＥＲ　ＩＮＰＵＴの５０Ωに対する不整合から生じるＣＯＭＢＩＮＥＲの発生する歪の抑圧用です。これで、１４ＭＨｚではＭＩＸＥＲ　ＩＮＰＵＴが0ｄＢｍ相当のレベルで、ハイインピーダンスで受けても-80ｄＢのＩＭＤを確保できます。

　　　ＳＳＧ1　---
　　　　　　　　　　↓
　　　　　　　ＣＯＭＢＩＮＥＲ→ＡＴＴ（6ｄＢ）→ＭＩＸＥＲ　ＩＮＰＵＴ　（Ｇ１、ｄｅｆ）
　　　　　　　　　　↑
　　　ＳＳＧ2　---

　出力回路は５００ΩのＸＦに合わせてあります。また、スペアナで見るときはプアなプローブを使いますから、表示ｄＢｍ値に20.8ｄＢ（＝20Log(550/50))を加えたｄＢｍ表示で５０Ω終端に発生する電圧が、５５０Ωの抵抗値（プローブを含めたスペアナの入力抵抗でＸＦを想定）の両端に発生していると考えてください。これは以下のような結線です。

　　　ＭＩＸＥＲ　ＯＵＴＰＵＴ　---→５００Ω---→Ｓｐｅｃｔｒｕｍ　Ａｎａｌｙｚｅｒ

　さて、以下に実験風景を示しましょう。どこかで見たことのあるきれっぱしの基板を流用です。そう、６ＲＡ３のＧＧアンプで遊んだヤツです。左上のＶＲは使って居ません。偏向電極電圧調整用のＶＲは右中に見えるものがそれです。ケーブルのついたＳＭＡコネクターが見えるのはｄｅｆ入力です。出力のＲＦＴは真ん中の黄色い物で、実はこの風景では、中インピーダンスの高速バッファーが繋がっており、その出力を５０Ω系にして引っ張りだしています。これの効用については後で述べます。

　さて、５００Ωのパッシブプローブをこの回路の出力につないで測定した結果を以下に示します。入力は、測定系系統図のＡＴＴ出力を５０Ω系で測ったとき、ＸｄＢｍあるいはＹｄＢｍに相当する開放電圧がｇ１あるいはｄｅｆに掛かっている場合です。

信号入力をｇ１にした場合のＩＭＤの例
ｇ１入力：Ｘ＝-12ｄＢｍ　14.5ＭＨｚ+/-20ｋＨｚ
ｄｅｆ入力：25Ｖｐ-ｐ　5.5ＭＨｚ
表示は５００Ωプローブをつけた場合

信号入力をｄｅｆにした場合のＩＭＤの例
ｄｅｆ入力：Ｙ＝-2ｄＢｍ　14.5ＭＨｚ+/-20ｋＨｚ
ｇ１入力：3Ｖｐ-ｐ　5.5ＭＨｚ
表示は５００Ωプローブをつけた場合

　この２つのデータはいろいろ示唆的で面白いです。利得の相対比較をすると、ｇ１への信号入力（-12ｄＢｍ開放）対ｄｅｆへの信号入力（-2ｄＢｍ開放）に対して、出力はｇ１に信号入力をしたほうが、ｄｅｆへの信号入力時に比べて-26.1-（-27.8）＝1.7ｄＢほど高いので、結局のところ、ｇ１信号入力の方がｄｅｆ信号入力に比べて11.7ｄＢほど高いという関係にあります。

　一方、ＩＭＤを見ると、ｄｅｆ信号入力の場合は-2ｄＢｍ（開放）もの入力を加えても、５００Ω系では-74ｄＢものＩＭ３が取れます。これは、前項のパワー５極管ミクサーと入力回路は同等なので、相対比較をすることはできます。ただし、出力が５０Ω系に「歪なくコンバートできれば」の話です。ここで、実験写真の出力回路のバッファーが利いてくるわけです。

　上記の２枚の写真だけでは、他の回路と相対比較はできないのですが、低歪のバッファを入れることで、この問題は解決できるはずです。しかし、ｄｅｆ入力とｇ１入力では相対比較だけはできて、

●利得は先ほど述べたように、ｇ１入力の方がｄｅｆ入力より11.7ｄＢ大きい
●正確な表現ではないが、ＩＩＰ３の相対値はｄｅｆ入力のほうがｇ１入力より　　（-2+74/2）-（-12+57/2）＝1８.5ｄＢ大きい

ということができそうです。５０Ω系ではないので絶対値の比較ではないのですが、相対的にはこんな感じです。言われてみれば、そんなものかなと納得できそうな値ではあります。

＜７３６０ミクサー続き＞　【2006.12.9】

　さて、次に、出力回路にバッファーをつけて、なんとか５０Ω系で評価できるようにしてみましょう。こうすることで、他の大電力消費型のミクサー（６ＨＢ６やら６Ｃ１９Ｐやら）との比較ができることになります。実は、７３６０の出力は５００ΩのＸＦにマッチングするように考えてあるので、５０Ω系であえて評価する必然性もないのですが、単なる比較のために、バッファをつけてみることにします。バッファの候補として、

�@高速ＯＰアンプ
�AディスクリートＴＲで作るユニティゲインバッファ
のうちから数種類をつくってみました。その中で特性のよかったものを以下に紹介します。

　実は、けっこう便利に使っている稲葉保さんの「精選アナログ実用回路集」1989年初版　のＰ102にあった回路のＴＲを変更して使っています。2ＳＣ945→２ＳＣ5337　２ＳＡ７３３→２ＳＡ1459　という具合です。Ｒ３を８００Ωくらいにして、入力抵抗Ｒ１は5ｋΩにしました。これで、３00ＭＨｚくらいまで+1/-2ｄＢで、ＨＦのＩＩＰ３は４０ｄＢｍ以上が得られます。殆どの回路のバッファとして使えるでしょうが、ここまでアレンジしてしまうとあまり自信がないので、詳細については省略します。

貴重な回路例が多い名著




Ｂｕｆｆｅｒの作例と該当箇所
本は購入してご覧ください

　こんなモノを７３６０の出力につなぐとあら不思議、５０Ω系に歪み無くコンバートされて、スペアナでダイレクト観察ができます（って当たり前か！）ところが、下の二枚の写真をよく見てください。真空管の割には、結構な特性だと思いませんか？

信号入力をｄｅｆにした場合のＩＭＤの例
ｄｅｆ入力：Ｙ＝-2ｄＢｍ　14.5ＭＨｚ+/-20ｋＨｚ
ｇ１入力：3Ｖｐ-ｐ　5.5ＭＨｚ
表示はバッファーをつけた場合




信号入力をｇ１にした場合のＩＭＤの例
ｇ１入力：Ｘ＝-12ｄＢｍ　14.5ＭＨｚ+/-20ｋＨｚ
ｄｅｆ入力：25Ｖｐ-ｐ　5.5ＭＨｚ
表示はバッファーをつけた場合

　この図を見ると、７３６０の負荷が軽くなったせいか、若干ＩＭ３の特性がよくなっています。これを見ると、やっぱり普通の真空管って、ハイインピーダンス素子なんだなぁ、と当たり前のようなことに感心しています。

　肝心の５極管ミクサーとの比較ですが、こんな風に考えて見ました。７３６０ミクサー+バッファの場合、出力は５０Ω系で、入力はＧ１入力でもｄｅｆ入力でもハイインピーダンスです。５極管ミクサーも同様に出力は５０Ω系で、信号入力であるＧ１はハイインピーダンスです。ですから、同じ測定系で測れば、相対比較はできるはずなのです。

　いままで、あまり明確にして来なかったので、ここらで、ミクサー達に入力されるレベルについて規定しておきます。ＩＩＰ３は５０ΩでＤＵＴが受けたときの表示パワーを基準にするのですが、ミクサー入力が公称５０Ωのときはまったく問題なく、そのままＩＭ３成分の相対値/2を加えてＩＩＰ３（ｄＢｍ）とします。ミクサー入力がハイインピーダンスの場合は最適な電力伝送にはならないのですが、素子がハイインピーダンスなのでそもそも無理ですから、５０Ωで受けた場合に生じる電力値（ｄＢｍ）をそのまま入力レベルとして用いることにします。ですから、５０Ω系のときと同じように、そのときのＩＭ３レベル/２を加えてＩＩＰ３（ｄＢｍ）と考えます。

　このように規定すると、７３６０+バッファは、ｄｅｆ入力時に37ｄＢｍ（＝-2+78/2）、Ｇ１入力時に18ｄＢｍという形になります。なんとｄｅｆ入力時は６ＨＢ６を二本使ったときの値と同等となってしまうのです。ｄｅｆ入力時は本当にリニアリティが高いということができます。しかし、この場合は、利得がかなり犠牲になります。これについては、どの程度のＮＦ劣化になるのか興味のあるところです。この答えを出さないと、レポートとして失格でしょうから、９ＭＨｚの８素子のＸＦを特注してあり、ＩＦ３段増幅回路を作った上で受信機として評価したいと思います。

　ただし、通常、トップには同調回路を置いて、ステップアップさせて、ハイインピーダンスのＧ１かｄｅｆで受けるのが常識です。そうするとどうなるでしょう？当然のことながら、そこで得た利得の分だけＩＩＰ３を劣化させることになります。直感ですが、このようにしないとｄｅｆへの信号入力では感度不足になるのではないかと思われます。しかしながら、同調回路で利得をかせぐとＩＩＰ３はそんなに良くならいよ・・・・・というジレンマになります。このあたりは受信機として組み上げるときに、どう解決するか腕のふるいどころですね。

　歪についてはだいたい明らかになりました。次に、利得になるわけですが、流石に真空管回路はあちらこちら回路インピーダンスが異なるので、電圧利得で見ていくほうがいいのでしょう。これは、トップエンドの回路（入力のＢＰＦ等も含む）を考慮しないと決まりません。ＩＦＡＭＰの利得にも利いて来ます。ですから、これも受信機として仕上げる段階で明らかにするべきですね。

　というのでは余りに面白く無いので、利得のＦ特性について、下表に記述しておきます。ごれは１４ＭＨｚの利得に対する相対値で示してあります。

利得の周波数偏差

Ｇ１入力：-７ｄＢｍ　ｄｅｆ入力：Ｇ１周波数+9ＭＨｚ　１７ｄＢｍ　　　出力リンクコイル側をバッファにて測定　　

　この表を見て驚いてしまうのは、以前に測定したＪＨ２ＣＬＶさんのミクサーに比べてかなり広帯域になっていることです。これは、多分、氏の回路の場合、入力のステップアップＲＦＴが使って有り、この影響を取り除いて測定していたつもりだったのですが、高い周波数においては、その影響を補正しきれていなかったのだと推測しています。５０ＭＨｚ以上でもまったく問題なく使えそうであることが判りました。これは衝撃的です。ただ、ＮＦに関しては、何度も繰り返してしつこいですが、改めてＩＦ回路を作って再調査する必要があります。

　【2006.12.22】

　さて、ちょっと7360等のビーム偏向管から離れて、最後のグループに行ってしまいましょう。もったいぶってないで、早く本命を出せ・・とお叱りを受けそうですので（笑）。それにしても、飽きっぽい性格なのか、これだけ真空管三昧をしていると、また、オールバンドＴＲＸの方が恋しくなってきました。年が明けたら、できるだけ早く復帰の予定です。

６ＲＡ３と６Ｃ１９Ｐ

　ところで、やっぱりこの真空管グループは唐突なカンジがするかもしれません。無線のミクサーにレギュレータ管なんて、普通は結びつきません。実は、私も最初はこんな実験はするつもりでは無かったのですが、昔、６ＲＡ３のＧＧアンプで低歪を実現していたので、もしかして、こいつをミクサーにすれば、やはり低歪なものができるのかもしれないと思っていました。μの低い真空管が低歪なのはよく知られた事実だからです。それで、今回突然の「真空管への目覚め」があったので、一気に昔のアイデアを実現させたというのが事の真相です。

　６ＲＡ３はレギュレータだけではなく、ＳＥＰＰのオーディオアンプにも用いられたようですが、あまり使用例が無いことを考えると、一般受けはしない球なのでしょう。実は、この球と似たロシア球があるというのを、ある方面から聞きつけました。ＳＯＶＴＥＫの６Ｃ１９Ｐがぞれで、こいつなら秋葉にごろごろ1000円程度でころがってるとのこと。事実、ラジオデパート３Ｆの真空管屋で１２００円で入手できました。この球は、「記憶に間違いが無ければ」ＤＣアンプで有名な金田先生が、ＳＥＰＰのオーディオアンプを発表されていたような気がします。

アップの図

　上図はドアップにした東芝の６ＲＡ３とＳＯＶＴＥＫの６C19Pです。６ＲＡ３は東芝製を2本、ＮＥＣ製を4本持って居ます。東芝の方は、最近、あるオンラインショップで購入することができました。ただし、値段はお安くはなく、2本で福沢諭吉が一枚飛んで行きました。ＮＥＣの4本は10年以上前に職場の先輩から「要らないからやるよ」ともらったものです。こうやってアップでみると、いずれの真空管も迫力があります。６ＲＡ３はいかにも放熱のよさそうなプレートで,ＭＴ管では最大規模のプレート損失（１５Ｗ）を実現しています。一方、６Ｃ１９Ｐも負けて居ません（といってもＰｐ＝11Ｗ）。いかにもμの低さ（＝2）を予感させるピッチの荒いグリッドがむき出しで、プレートなんぞは放熱フィンのような格好をしています。極め付きは、頭についたジルコニウムのゲッターで、管頭が黒銀色の普通のＭＴ管とは異なり、不思議な様相を呈しています。あちこちで売っているようなのですが、あまりデータが見当たりません。仕方が無いので、ピン配列などは、実物を見ながら接続図を起こしたりしてみました。なんと、プレートは9ピンのうち4箇所も占有しています。

レギュレータ管のVｇ-Ip特性

　あまり、何も知らないのでは仕方が無いので、簡単にＶｇ-Ｉｐ特性曲線を取得して見ました。Ｅｐは高圧を諦め、84Ｖと42Ｖで行いました。いずれも低内部抵抗なので、ちょっと気を許すと（バイアスを浅くすると）がんがん電流が流れるので、注意が必要です。１００ｍＡ以上は流さないような領域で測定しました。

　６ＲＡ３の方が、�僮p/�儼pが大きく、同じ値の負荷なら、負荷の電圧変化は大きそうです。規格によると、

　　　　　　　μ　　　　Gm（ｍS)　　　　ｒｐ（Ω）
６RA3　　　３　　　　　１２．５　　　　　２４０
６C19P　　２　　　不明　（１１？）　　不明（１８２？）

　らしいのですが、Vgの条件や、供給電圧の条件が合って無いのか、上記のグラフとは一致しないようです。例えば、６RA3でVgが-12Vのときに�僮p＝85ｍA、�僞p=42V　でこれでｒｐを計算すると、500Ω程度になります。もっとバイアスの浅い領域では�僮pが大きいので、規格のrp＝240Ωというのは、このあたりの領域になるのではと勝手に考えています。また、例えばVgが-6Vから-4Vに変化したときの�僮pは約２0ｍAですから、この領域のGmは10ｍSということになるのでしょうか？慣れない真空管なので、いろいろ考えてみたのですが（猿知恵か？）、よく分かりません。しかし、いずれにしても、似たような特性のレギュレータ管であることは言えると思います。ま、３定数を測定するために測ったグラフでは無くて、要はIpが流れすぎないバイアスの目安を得るための特性取得ですから、これ以上は深入りしないことにします。

レギュレータ管ミクサーの回路図

　回路図ですが、パワー５極管ミクサーのスクリーンとサプレッサ廻りを取り除いたような感じです。プレート電圧は42Vと84Vのいずれかで実験しました。まったく変哲のない回路で申し訳無いくらいです。プレート同調回路のリンクコイルは、巻きすぎだったので9：１のインピーダンス変換をしています。プレート電圧は主に42Vだったので、絶縁にあまり気を配らなかったのですが、パワー５極管の回路のように、リンクは共振回路と独立にして、絶縁性の高い線材を使ったほうがいいのは言うまでもありません。

６C１９Pミクサー
２つの入力（左）のうち、手前がLocal

　上図は、まず６C19Pの実装回路例です。上から見ると真空度が落ちて、一見、ゲッターの色が飛んでしまったようですが、実はジルコニウムゲッターの円盤が鎮座しています。

三次歪の様子
信号入力：１４.５MHｚ/0ｄBm相当　　局発入力：５.５MHz/２５ｄBm相当
プレート電圧：４２V　　プレート電流：62ｍA
５０Ω系で測定

　で、６C19PのIIP3ですが、0-73/2＝36.5ｄBｍということで、ちょっと期待はずれです。利得は-５.３ｄBというところで、ちょっとなぁという感じですね。というのは、如何にもパワーがありそう・・・というプレート形状の期待感が大きすぎたからとでも言いましょうか？もっともこんな使われ方は、当然想定していないので、「そんなの勝手な言いがかりじゃん」と６C19Pから言われてしまいそうですね（笑）。

６RA3ミクサーの様子
出力に10ｄBのATTをつけて測定
２つの入力（左）のうち、手前がLocal

　さてさて、こいつが本命の６RA3のプッシュプルミクサーです。出力には10ｄBのATTが入ってる理由は思い出せないのですが、最初の実験だったので、異常発振でもされて、過大入力でスペアナ入力回路を損傷されてはたまらん・・と考えたのかもしれません。話はそれますが、この同軸型の固定ATTは、オークションで3,6,10,20ｄBのセットを入手したのですが、整合させたり、利得調整にと結構便利に使っています。

三次歪の様子
信号入力：１４.５MHｚ/3ｄBm相当　　局発入力：５.５MHz/２８ｄBm相当
プレート電圧：４２V　　プレート電流：115ｍA
５０Ω系（１０ｄBATTを挿入）で測定

　結果はこれです。入力が３ｄBm相当で、IM3が-７５ｄB (= (-74.1+(-75.9))/2)でIIP3は４０．５ｄBｍとなりました。ロスは-３ｄBくらいです。これは非常にグッドな成果ということができます。もっともプレート電流を１１５ｍAも流して、ヒーターは２本で１２．６Wも食わせれば、当たり前かもしれませんけど。念のため、作りかけのTRXの受信部につないで、９MHｚを受信してみましたが、６RA3ミクサーを挿入することによる感度劣化は４ｄB程度でしたので、ミクサーのNFが異常に低い心配する必要はまったくなさそうです。いずれにしても、いままで作ってきたミクサーの感度はまとめて測定するつもりですが。

　【2006.12.30】

　昨年に続いて、海外の飛躍効果が極めて大きく、大変満足のいく成果を得ることができました。国内も復活途上のようですが、新興方面はさっぱりのようで、来年は（も）　？　というところでしょうか。さて、今年最後のアップになりました。今年もいろいろやった気はするのですが、大作が完成できず、寄り道ばかりでした。いかに工程が多く難度も高いとはいえ、あまりに時間がかかり過ぎです。来年はなんとか、ＴＲＸを「モノ」にするべくがんばりたいものです。

　実は真空管ＴＲＸの基本特性を調べるために、ＩＦと検波回路がどうしても必要なので、そこまでは仕上げておこうと思います。ＩＦはすでに完成していますが、どうもプロダクト検波回路が決まりません。そこで、各種の回路を実験しながら、これはと思ったものを選ぼうと思い立ちました。プロダクト検波も一種の「真空管ミクサー」ですから、このページにアップしておきます。

　プロダクト検波回路は真空管を使ったものでは、�@ペンタグリッドコンバータ（6ＢＥ６や6ＢＡ７）　�A３極管でＢＦＯをカソードインジェクションするタイプ（コリンズやＳＴＡＲに採用）　�B双３極管を使ってカソードを共通にするタイプ　�C７３６０等のビーム偏向管　等が記憶にあります。ただ、メーカー製の真空管リグにはほとんどＧｅダイオードのリングタイプが使われており、真空管を用いたものはごく少数派だったような気がします。要はプロダクト検波は乗算回路なのですが、汎用の真空管ではリニアな動作が難しかったのでしょうか？そう言えば、よく７極管の６ＢＥ６は歪が多く使いづらいと言われていたのを思い出します。

双三極管プロダクト検波回路

　まずは、昔、中３の時、高１中２を（なんじゃ？）作ったときに使っていた、双三極管を用いたプロダクト検波器を試して見る事にします。この真空管は１２ＡＵ７が定番になっていたようですが、なぜそうなのかも明らかにしたいものです。ジャンクボックスを見渡すと、１２ＡＵ７、１２ＡＸ７，１２ＡＴ７、１２ＢＨ７はてさて５６８７などが出てきました。ついでと言ってはなんですが、好い機会ですから、こいつらも一緒に特性測定してしまいましょう。今回を逃したら永久にこんなことはしないでしょうから。。。

双三極管プロダクト検波器

　いつものごとくバラックセットです。生基板の上にさっさと組み上げました。毎度の事ながら、真空管のソケット固定の強度はまったく取れませんから、実験にしか使えませんが、特性を見るだけならこれで十分です。

　さて、評価の方法ですが手っ取り早くリニアリティとゲインを測定するには、検波出力の高調波強度を調べるのが楽そうです。信号とＢＦＯをＳＳＧで作って、生成された低周波信号をスペアナで見れば終わりですから。

　ということで、下の写真のように、１２ＡＵ７の出力をスペアナで観てみました。スペアナのＴＲ４１７１はハイインピーダンス入力（１ＭΩ）があるので、真空管のようなハイインピーダンス出力でも簡単に測定することができます。ただ、ＤＣ成分のオフセットがあるようで、一番左の山はＤＣなのですが、０Ｈｚのところにピークが来ていません。これも、ジャン測に近いものですから、諦めて使っています。測定条件としては、

信号入力（ＳＳＧ１）：9.000ＭＨｚ　0ｄＢｍ（開放）
ＢＦＯ入力（ＳＳＧ２）：9.002ＭＨｚ　17ｄＢｍ（開放）
Ｖｐ：２５０Ｖ　Ｒｋ：最低歪率に設定（５００〜１ｋΩ）

です。０ｄＢｍ（開放）は５０Ω系で0ｄＢｍの電力供給ができるソースを、ハイインピーダンスで受けたという表現にさせてください。10ＭΩのプローブでうけると、オシロなら約1.2Ｖｐ-ｐの電圧になり、これをＴＲ4171のハイインピーダンス入力端子で受けた値は6ｄＢｍ（現実には5.7ｄＢｍだった）と表示されます。この関係は当たり前といえば当たり前ですが、念のため（共通の理解のため）に記しておきます。

１２ＡＵ７の復調スペクトラム例

　という状況で、上図の写真を見ると、第二次高調波歪率は約-40ｄＢ、ｒｅｆが30ｄＢｍなので出力レベルは約１３ｄＢｍ相当（１ＭΩ受け）、利得は13-6＝７ｄＢ　ということになります。　これは下の表の１２ＡＵ７�Cの特性です。各種の双三極管の特性を取得してみると、やはり、１２ＡＵ７のリニアリティが高いことが判ります。μの高いＸ７やＴ７は全滅に近い状態ですね。とても使えたものではありません。それなら、パワーがでかければいいのかと思って、１２ＢＨ７や５６８７等もざっくり見てみたのですが、それほどでもない・・・・という感じです。ここでは伝説どおり、１２ＡＵ７を定番としておきたいと思います。（もっとも、でかいパワーに合わせて定数を最適化していませんが）

各種双三極管のプロダクト検波器の歪率

（注）１ＭΩ入力（スペアナはＴＲ４１７１）で、表示は（ｄＢｍ）で表す。

　さて、次はペンタグリッド・・・・と行きたいのですが、あまり遊んでいる時間も無いので、一気にビーム偏向管に行ってしまいます。プロダクト検波なんぞはビーム偏向管の動作としては一番「下等」なものでしょうから、これで特性が出なければ、お払い箱にされても文句は言えません。まずは、あまり知られていない６ＪＨ８という球から試してみました。カラーＴＶの同期検波用らしいのですが、６ＡＲ８のほうが日本では少しは名を知られていたかんじですね。寡聞にして、６ＪＨ８の製作記事は見つけることができませんでした。規格表によると、６ＡＲ８と６ＪＨ８は殆ど同じような特性ですが、Ｇｍが４０００μmhos（６ＡＲ８）に対して４４００μmhos（６ＪＨ８）と、僅かに大きくなっているようです。

　回路図ですが、下のように、信号入力はｄｅｆにバランスさせて入力し、出力は抵抗負荷のアンバランスで取り出しています。信号入力をバランスさせたのは、利得が大きくなるからです。あまり拘らないのであれば、どちらかのｄｅｆにアンバランスで入力してもいいでしょう。さすがに低周波領域で出力をバランスで取り出すのはしんどいので、出力側はあまり選択の余地は無いと思います。７３６０に比べて、電極構造が違うらしく、内部シールドがヒーターの５ピンに接続されています。ということで５ピンはアースしておきます。その他は７３６０の回路と殆ど変わりはありません。

６ＪＨ８のプロダクト検波回路

　下は６ＪＨ８の実験風景です。いつもの真空管らしからぬ配線方法です。でも、これが一番早い実験法と自負しています。もっとも、実用機にする場合でも、卵ラグで留めていたビス（←ソケットを浮かせるため）を、ねじ穴をあけてナットで留めるだけですが（笑）。

６ＪＨ８の実装

　これが結果の一例です。ｄｅｆ電圧を変えると二次歪が変化します。これは歪が最小になるように調整した結果です。測定条件は双三極管の場合とまったく一緒です。-60ｄＢの歪率が得られており、リニアリティはかなり良好です。スペアナ表示の出力基本波レベルは18ｄＢｍ相当（1ＭΩ受け）だったので18-6＝12ｄＢの利得になっています。これをみると、少々回路が複雑ですが、ビーム偏向をプロダクト検波器につかうメリットはあると言えます。本当はあまり使用例の無い、この真空管の実力はたいしたものではないのかも・・・と思っていたのですが、事実はちょっと違っていて、「かなり使える」レベルであるころが分かります。

６ＪＨ８のプロダクト検波器の歪

　６ＪＨ８でいい感じだったので、やっぱり引っ張り出さずにはいられないのは、ご本尊の７３６０です。回路は、６ＪＨ８と同じですので、省略です。（もちろんピン接続は違いますが）　特に大きな期待はしてなかったのですが、得られた結果にはびっくりです。下の写真をみてください。ｒｅｆレベルが４０ｄＢｍになっているので、０ｄＢｍ相当の信号入力時、出力は３１ｄＢｍ相当（１ＭΩ受け）ものレベルが出てきます。利得は２５ｄＢで、この特の歪は-４８ｄＢと驚異的です（写真の上のスペクトラム）。もし、出力を双三極管ミクサーや６ＪＨ８並の１６ｄＢｍ相当（１ＭΩ受け）に抑える（＝入力を絞る）と、二次歪は-60ｄＢで、その他の高調波は見えず・・・という並外れた直線性を示します。流石は７３６０の面目躍如というところです。これをみると、トップミクサーで、利得の少ない真空管ＴＲＸを考えているので、７３６０のプロダクト検波器は大変魅力的に映りますね。

７３６０のプロダクト検波器の歪
上：入力０ｄＢｍ（開放）
下：入力-15ｄＢｍ（開放）

　一応、この状態で年を越すことにします。来年は、いままでいじった真空管達をどんな風にアレンジして受信機に仕上げるか、大変悩ましい楽しみ？で一杯です。

＜アップコンバージョンミクサー＞　【2015.10.26】

　いやー、とんでもないページにワープしてしまいました。

　実は、何を次のプロジェクトにしようかと考えていて、いろいろアイデアが湧いてはきているのですが、いまだに決定打がありません。こういう時はあっちこっちつまみ食いをしながら、なにか琴線に触れるものが無いか探るようにしています。つまみ食いの多くは、いままでやり残していたものの再現なので、あまり新味が無いのが珠にきずですが、まぁ、何もヤラナイでいると、腕も、頭も錆びつく一方なので、とにかくとっかかってみることにします。この場合、あっちへ飛び、こっちへ戻るという状況になりますので、いつもの「ＰＷＺ作業記録」なっちまうということでご容赦ください。当然、要らぬ能書きも沢山あるかと思うので、そんなモノを読むのが嫌いな方はどうぞ遠慮なくお帰りください（大笑）。

　さて、とっちらかしの第一弾は、真空管ミクサーがアップコンバージョン受信機に使えるか？てな検討です。すでに、真空管アップコンバージョンＴＲＸのＴＸ部には、６９３９と６Ｊ６を使っていて、周波数の観点からは７０ＭＨｚあたりまでは使えることが解っています。但し、これは、ＴＸですので、ハンドリングする信号のレベルがある程度管理されているので、あまりＩＭＤ特性を重視する必要はありません。十分にリニアな領域で使えばいいだけの話になります。

　それに比べて、ＲＸのほうは違います。入力レベルのダイナミックレンジは１００ｄＢ以上にも及ぶために、ＩＭＤ特性が重視されなければならないのはもちろんです。真空管ＵＰＣ機では、そういう意味もあって、当然、ハンドリング周波数が高くなれば劣化するＩＭＤ特性を勘案して、ＲＸ部は単純なシングルコンバージョンでＲＦアンプ無しにしています。しかし、これでも実用性は十分で、ＩＩＰ３も２５〜３０ｄＢｍは取れるので、ダイオードＤＢＭよりははるかに優秀な値になります。もちろん、従来の受信用の３or５極管を一本使った、さらには５極管のＲＦアンプなんて持っている「こりんずたいぷ」とやらの受信機よりははるかに優秀な（＝数１０ｄＢは違う）ＩＭＤ特性を実現できました。実際、この真空管ＵＰＣ機はＬｏバンドでも聞きやすくて、お気に入りの機材になっています。

　しかし、受信もアップコンバージョンにする場合はどうでしょうか？これは避けて通ってきた「鬼門」です。実際のところは、まったくその見通しが無かったからです。なので、今回、少し遊んでみたいと思って実験を開始しました。もっとも５６８７のシングルバランスミクサーは受信入力が５０ＭＨｚ、Ｌｏｃａｌが５９ＭＨｚでのダウンコンバージョン動作が出来ていますから、その逆のアップコンバージョンも、全く荒唐無稽なアプローチではないとは思っていますが。

　さて、５６８７は安全牌として、他に何か候補が無いだろうか？と考えて、思い出したのが昔のこの実験です。この中で、流石にレギュレータ３極管は周波数的に無理っぽそうなので、大昔に単管でアップコンバージョンミクサーとして遊んだことがある１２ＧＮ７を２管使ってシングルバランスミクサーでやってみました。条件は以下の通りです。また、回路図はここと全く同一です。入力は非同調のままとしました。

　　入力周波数：３．５〜２１ＭＨｚ
　　ＩＦ周波数：４５ＭＨｚ
　　Ｌｏ周波数：４８．５〜６６ＭＨｚ

　　ＶＰ：２５０Ｖ
　　ＩＰ：単管で２０〜２５ｍＡ程度
　　Ｖｓｇ：２００Ｖ、１５０Ｖ切り替え
　　Ｖｇ：−４Ｖ〜−５Ｖ近辺（ＩＭＤ最少に設定）
　　Ｌｏｃａｌレベル：４Ｖ〜１０Ｖｐ−ｐ（同上）

　さて、得られたＩＩＰ３と利得を列挙すると以下の表の値になりました。実際の実験風景は、写真を撮り忘れたので省略します（←なんだか気乗りのしない風情アリアリですね：笑）。というか、実験終了後、次の実験に部品流用ということで、すでにばらしてしまっていて、実験回路は残骸しか残っていません（大笑）。

　これから、入力周波数も低いローバンドでは、ダイオードのハイレベルＤＢＭをしのぐような値も得られましたが、２１ＭＨｚあたりになると、それがダイオードＤＢＭ並みになってきます。まぁ、全く使えないレベルではないので、「真空管を使ったアップコンバージョンＲＸ」のミクサーの候補として一応残して置くことにします。ただ、このあたりＩＭＤだと、本来はＣクラス動作用管６９３９でも単管で実現できそうな気もするので、設置スペースを考えると、あまり気乗りのしない選択肢にはなってしまいます。では、このあと、何かこの用途向けのヒット作が出てくるのか？　これはまったくワカリマセンが、とりあえず手と品を変えて、気楽に遊んで行こうと思っています（笑）。
.