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EL34シングルを三極管接続で味わう

 ある知り合いから,真空管アンプの修理の依頼を受けました。

 私はアマチュアなので,基本的に修理や製作代行などは受けないことにしているのですが,今回は音が小さくなって困っていて,誰か修理出来ないかという話をしていたということから,引き受ける事にしました。

 どうも,エレキットのTU-879Sというキットを改造したものを,譲ってもらったという話です。真空管をオリジナルの6L6GCからEL34に交換してあることは以前聞いていましたが,それ以外の改造があるかどうかは,全く聞いていませんでした。

 夏の暑い中で真空管アンプの修理をするのは,ほぼ罰ゲームなので,ちょっと急いでおくってもらったところ,確かに無茶苦茶小さい音です。

 どうせEL34の寿命だろうと思っていたのですが,手持ちの新品に交換しても状況は変わらないので,やっぱりどこかが壊れているんだろうと思います。

 あいにく回路図や説明書がなく,当然改造箇所も不明なので,5極管シングルアンプという前提条件で確認をしていきます。

 まず,底板を外すと,なにやら手が入った基板が見えてきます。そう,修理というのは経験上,目視で見つかったりヒントになることが実に多く,電圧を見たり波形を見るのは目視で目処を付けた場所にすると,効率よく進むのです。

 で,基板を外して裏返して見ると,真っ黒に焦げた抵抗と基板が・・・

 抵抗はスクリーングリッドに電圧を印加する抵抗で,3.3kΩです。5W品なので酸化金属被膜でしょう。これが真っ黒になっています。外して抵抗値を見ると無限大になっているので,完全に焼き切れています。

 5W品ですし,酸化金属被膜抵抗は熱に強いので,焼き切れるというのはかなりの電流が流れたからなのですが,スクリーングリッドに本当にそれだけの電流が流れると,かなり大変なことになっていたはずです。

 そしてさらに深刻なものを見つけました。左右両チャネルのカソード抵抗が一度焼損して,基板ごと燃やししまっているようなのです。もともとこのカソード抵抗は330Ωが基板の表面に付いているのですが,この個体では270Ωの赤茶色の酸化金属皮膜抵抗が基板の裏面についていました。

 改めて基板の表面を見ると,基板が真っ黒に焦げています。裏面を見返すとパターンも剥がれてしまっていて,ハンダ付けで修復しているようです。

 こりゃーいかん。

 真空管が内部でショートしたというなら,両方同時に燃えることはないでしょう。悪いケースで想像すると,高音質化を狙ってプレート電流を増やそうとして,カソード抵抗を小さくしたところ,副作用で真空管の暴走を押さえられず,プレート電流が増加して抵抗が燃えてしまった,ということでしょうか。

 この時スクリーン電流も増加して抵抗が焼損した可能性もなくないでしょうが,それだったら同時に交換されないといけませんので,スクリーン電圧を印加する抵抗の焼損は別の時に発生したのでしょう。

 調べてみると,あるメーカーがこのキットを改造したカスタムモデルを出していたようで,これがEL34への交換とプレート電流の増加をうたい文句にしていました。とりあえずこれを真似したんじゃないかと思います。

 もちろん,わかってやっているなら構わないんですが,抵抗の取り付け方を見ていると,基板に密着させていたりして,どうも高圧大電力を扱う事になれていないような感じがします。

 少し浮かせておくというのは,大電力を扱う人なら反射的にやることですし,そうでなくても組み立て説明書に書かれていることなので,説明書もちゃんと読まずに作るような,結構自信家だったんじゃないかと想像します。(でなければ,自分で作り,なおかつ改造し,あげく煙が出たものを修理までした真空管アンプを他人にあげるなど怖くてできないと思いますし)

 また,電源スイッチのスパークキラーもどっかのWEBサイトに書かれていた定番改造ですし,入力のカップリングコンデンサを外してしまうことも行われていました。

 その割にボリュームは元のまま交換されず,入力セレクタはLINE1とLINE2が逆に配線されていたりと,ちょっと首をかしげる箇所も多いです。

 さて,とりあえず持ち主に許可を取り,修理を進めます。あいにく酸化金属皮膜抵抗は在庫が多くないので,いくつか注文をします。数日後に届き,早速スクリングリッドの抵抗を新品に交換します。

 まずこの段階で,EL34は正常に動作をするようなったみたいです。音がちゃんと出て,各部の電圧もおそらく正常と思う値を示すようになりました。ここで一度オーディオ特性を見てみると,歪率はそこそこ,しかし低域が300Hzくらいまでしか出ていません。

 うーん,なにかある。

 続けて安全のため,カソード抵抗をオリジナルの330Ωに戻します。基板の表面に取り付け,パターンを修復しながら取り付けます。

 おや?テスターでパターンを追いかけていくと,どうもカソード抵抗に並列に入っているはずのコンデンサが,繋がっていないようです。なるほど,それで低域が出なかったんですね。

 そこで,330Ωに交換する時にちゃんとコンデンサを繋げてやります。

 ここでもう一度通電し測定をしますと,カソード電流は50mAちょっとになりました。EL34にしては少な目ですが,安全なのは事実です。

 さて,オーディオ特性を取ってみると,やはり低域がぐっと伸びて20Hzくらいまで出るようになりました。

 ね,300Hzくらいしか出ない修理になっていることに気が付かないのに,いっちょ前に入力のコンデンサを外してあるんですよ。おかしいですよね。

 さて,一通り電圧と電流を測定し,オーディオ特性も取ったところで,返却前提でヒアリングです。

 ・・・しかし,どうにも音が悪い。長時間聞き続けることが困難なほどです。自作の6V6シングルと交換しても一目瞭然。というか比較しなくても音が悪いとはっきりわかるレベルです。

 気のせいかと思って嫁さんにも聞いてもらいましたが,確かに悪いと。

 原因の1つは,ボリュームでした。音を小さくしたかったので絞って使っていましたが,そのせいで音質の劣化がひどく,加えて左右のギャングエラーも大きいため,これは交換しないといけません。

 それでも,どうも音が良くないのです。なんというか,平面的というか,ボーカルに艶がないというか,ただ音が出ているだけというか・・・ペラペラでどうにも聞いていられません。

 これを真空管アンプの音だといわれてしまうことは,さすがに私にも悲しいものがあります。

 そこで,一念発起です。他人の改造を批判しておいて,自分はさっさと改造するのかという後ろめたさもあるのですが,そこを差し引いてもこの音のアンプをこのまま返してしまうことは,もう罪です。

 改造すると決まったら,それはもう私が良いと思う音質へ向かう道です。私が目指す音になるように,回路の修整を入れていくことになります。

 スピード感よりも滑らかさ,切れ味よりもきめの細やかさ,広帯域より立体感,周波数より位相というのが私の目指すもので,真空管でいえば多極管より三極管です。

 多極管は電力効率はよいけど音質は今ひとつ,一方の三極管は電力効率は悪いのですが,音質は実に豊かで,真空管ならではの音を奏でます。

 多極管というのは,そもそも三極管の電力効率を改善した真空管で,出力が大きく取れる代わりに歪みも多く,音質の劣化があります。ゲインが取れるので大量の負帰還を使って歪率を改善すると,周波数特性などもぐっと改善されて,数字が大幅に良くなるのです。現在の半導体アンプと似たような考え方です。

 三極管は電力効率が悪く,突っ込んだ電力から取り出せる出力が少ないのですが,その代わり音は素直で無理をしていません。歪みも波形の上下が対象に崩れる2次高調波が多く,適度な歪みであればむしろいい音に聞こえるくらいです。

 そして,ゲインが小さいから負帰還をあまりかける事が出来ず,結果として真空管そのものが持つ個性がそのまま出てきます。まさに大吟醸です。

 で,せっかく真空管なんだから,真空管アンプを三極管以外で作るなんてのは愚の骨頂。多極管を大量の負帰還で使うなら,半導体で作るのが一番です。

 てなわけで,改造の方針が出ました。三極管接続です。

 多極管のスクリーングリッドをプレートに直結すると,三極管と同じ特性を示すようになります。もちろん本来の使い方ではないので,その特性は好ましいものではない場合も多いのですが,幸いなことにEL34は昔から三極管接続の音が良いことで知られていますし,メーカーのデータシートにも動作例が出ているくらい,メジャーなものです。

 安全のため,スクリーングリッドを直結せず,100Ωでプレートと繋いでみます。

 結果,プレート電流は65mAに増加しました。かなり増えてしまいましたが,データシートの動作例にも出てくるくらいの値ですし,まあ良いとしましょう。もちろんプレート損失にはまだまだ余裕があります。

 各部の電圧を測定し,オーディオ特性を取ります。

 歪率は悪くなっています。三極管接続にすることでゲインが下がり,負帰還も小さくなったんでしょう。帯域も狭くなっていて,高域は18kHz止まりです。DFも3.5程度とちょっと小さいので,負帰還を増やしてみます。

 帰還率を3.5dBくらいにして再度測定すると,1Wの歪率が0.9%程度になってくれました。高域も20kHzを少し越えるくらいになり,DFも6を越えるようになりました。いい感じです。

 改造前と改造後で2次高調波と3次高調波をそれぞれ比べてみたのですが,改造前は3次高調波が歪みの主成分であったのに対し,改造後は2次高調波が主成分になり,奇数次の高調波がぐっと減りました。

 しかし,3%歪み時の出力にはそれほど変化がなく,4W弱です。これなら実用上三極管接続にしたことのデメリットは表面化しないでしょう。帰還量を変えたので発振していないか気になりましたが,波形を見る限りそれも大丈夫なようです。

 気をよくした私は,小躍りしながらヒアリングに挑みます。

 おー,これはいい,劇的に変わりました。自作の6V6シングルには圧勝,聴き疲れせず,まろやかで,とてもふくよかになりました。立体的で,人の声がとても生々しく聞こえますし,高調波の少ない楽器(オーボエとかフルートとか)も,きちんと奥行きを保って聞こえてきます。

 DFが良くなったことで低域も締まって聞こえますし,他の音を邪魔しません。

 音量を上げてもこの傾向は変わらず,聴き疲れしません。どんどん音量を上げてしまいます。さすがEL34,三極管接続がこれほど良い結果を生むとは。

 ボリュームを交換したおかげでギャングエラーもなくなりましたし,小音量時の音質劣化も減りました。入力のカップリングコンデンサも追加しましたが,これによる音質の劣化はほとんど気が付かないレベルです。

 よし,これでいこう。

 嫁さんにも満を持して聞いてもらいましたが,一発で良くなったことに気が付いてくれました。その後,どういう訳だか睡魔が襲ってきて目が半開きになっていましたが・・・

 これで少しテストを続け,10時間ほど動かして安全性を確認出来たら,返送しようと思います。

 ふと気が付くと,300Bのシングルと同じ傾向の音になっていました。

 やっぱり,製作者の好みに収れんしていくんですね。気に入ってくれるといいんですが。

RaspberryPiでハイレゾネットワークオーディオ

  • 2019/05/29 14:42
  • カテゴリー:make:

 アナログレコードの音の良さを再発見し,これを96KHz/24bitで録音することで,その時の空気感までほぼ記録出来るとわかったとき,手軽さとその嫋やかな音質を妥協なく両立して再生出来る方法にたどり着き,私はオーディオとの付き合い方が新しいフェイズに入ったことを実感しました。

 かなり大げさですが,96KHz/24bitという器にきちんと収めたアナログレコードは,その再現性においてかなり高いものがあります。以前は44.1kHz/16bitのリニアPCMはおろか,MP3でアナログレコードを録音していたくらいだったのですが,結局その録音は二度と再生されることがありませんでした。

 個人的には,アナログレコードは20kHzから上をカットしていない代わりに,20kHz以上には音楽に関係のない成分がほとんどだという事実があっても,それでも96kHzでの録音には意味があると思っています。

 ちょっと脱線しますが,ちょっとノイズが入っていた方が滑らかに聞こえるのも事実です。明らかに耳障りなノイズになるとダメですが,原音をマスクしてしまうことのない高い周波数や小さなレベルのノイズは,私は有益な場合もあると考えています。

 96kHz/24bitが心地よいのは,ひょっとしたらこのあたりの事情が支配的なんじゃないかと思っていますが,理由や理屈はともかく,48kHz/16bitの3倍の情報量を持つ96kHz/24bitとの違いは聴感上ももう明白であり,ストレージ容量やネットワーク帯域が大きくなった現在は,96kHz/24bitにしない理由はもうなにもないとさえ思います。

 閑話休題。

 DR-100mk3の96kHz/24bit録音は非常にクオリティが高くて,なにも妥協を強いられません。音質の変化はもちろんですが,位相の変化もなく,定位感もオリジナルをそのまま丸ごと残してくれます。

 てなわけで,私はここしばらく,アナログレコードをせっせと96kHz/24bitで録音し,FLACでライブラリ化しています。(SACDもアナログで96kHz/24bit録音していましたが,これは先日手持ちのSACDがすべて完了しました)

 デジタル録音やリッピングと違い,アナログレコードをアナログで録音するわけですから,録音には実時間がかかりますし,モニターをずっと続けておかないと失敗に気が付きません。

 確かに1枚あたり50分ほど拘束されますが,逃げられない時間だとあきらめて音を聞き込む機会にしてみると,ますますアナログレコードの面白さに気が付くというサイクルに入っています。

 さて,大きな満足感を得て録音を終わると(録音を終えたときの満ち足りた幸福感というのは一体なんなのでしょうね・・・時間も手間もかかるのに録音をやめられないのは,きっと中毒性があるからなんでしょう),今度はそれをもう一度聞いてみたくなるものです。

 しかし,日々忙しい身としては,同じ時間を使って聞くという贅沢を許されはせず,そこはもう料理や家事をしながらの「ながら聴き」にならざるを得ません。

 うちはNASでFLACを管理しているので,スマートフォンやタブレットがあれば再生出来るのですが,これらは特殊なものでないと96kHz/24bitをきちんと再生出来ません。

 そこで,96kHz/24bitに対応したネットワークプレイヤーが欲しくなるのですが,大きいし価格もそれなりにします。手軽に楽しむ方法はないものかといろいろ考えてくと,答えが見つかりました。

 そう,ラズパイです。

 ハイレゾ対応のネットワークオーディオプレイヤーというのは,主なラズパイの使い道の1つになっているくらいですが,私は試したことがありません。

 少し調べてみると,volumioなるオーディオ専用のディストリビューションが存在し,そのイメージファイルをSDカードに書き込むだけで完成という簡単さです。

 そこでさっさとRaspberryPi ZeroWHと,pHAT DACを注文しました。2つあわせても3000円ちょっとですからね,安いものです。

 これに手持ちの8GBのmicroSDを用意し,部品は揃いました。

 pHAT DACにヘッダーをハンダ付けし,RaspberryPi ZeroWHに取り付けます。ここまで30分。イメージを書き込むのに10分で,1時間以内に作業完了です。

 電源を入れてvolumioの起動画面にアクセスします。アクセスポイントになっているvolumioへWiFiを接続し,WEBブラウザで画面を開きます。ここまでは順調です。

 次に,volumioを固定アドレスで運用し,普段使っているアクセスポイントからアクセス出来るようにするのですが,ここではまってしまいます。ルーターにMACアドレスを登録する必要があるのですが,MACアドレスがわかりません。

 試行錯誤をしましたが,結局MacOSにarpコマンドをインストールして,解決しました。

 ここまででようやくネットワークに繋がるようになりました。あとは音楽再生用の設定です。SAMBAでNASに繋いでもいいんですが,サクサク動かないということとアルバムアートが出ないと言う問題があって,DLNAで繋ぐことにしました。これなら他のネットワークプレイヤーと同じような感覚で操作できますし,意外にもサクサクと動いてストレスフリーです。

 とまあ,作業そのものは1時間ちょっと。このお金費用と時間でハイレゾ環境が整います。RaspberryPi Zeroなので消費電力も低く,おそらく1W程度でしょう。

 私が数年前に買ったパイオニアのN-30よりもずっと良いものが手に入りました。音質についても思った以上に悪くなく,ハイレゾらしく再生してくれます。

 本体にLCDやスイッチなどのUIが全くなく,すべてブラウザからネットワーク越しに行うというのも案外便利で,次のステップで小さいLCDとスイッチくらいは増設しようかと思っていましたが,急にやる気が失せました。

 これであと必要なものは,手軽な電源のON/OFFですね。今でもUSBを差し込めば電源ON,ブラウザから電源OFFが出来るので問題ないといえばないんですが,もう少し待ち時間が減って欲しいということと,出来ればサスペンドかスリープに入る仕組みがあればいいなあと思いました。

 ということで,Volumioを使ったラズパイのハイレゾネットワークオーディオ,簡単でいいですよ。ここから先の高音質化とかになると,もう修羅の道です。私は近寄りません。

 

イコライザアンプの大改修とMCカートリッジの個性

 先日からアナログレコードの再生に,コツコツを取り組んでいます。

 なにせ,日々の生活に忙しく,またそれが楽しかったりするので,時間を気にせず没入していくオーディオにはなかなか取りかかれないのですが,それでも10分15分お時間を見つけては,アナログらしい音を聴くために作業をします。

 きっかけは先日も書きましたが,V15typeiVの入手です。これに安いtypeIII用の互換針を差し込んで,私もようやく本物のV15を手に入れました。

 案外いい音を出すので,ついつい楽しくなっていろいろなレコードを聴いてみたわけですが,ラックからレコードを出して眺めていく鬱に,どうもCDで手に入れていない音源もいくつか発見され,これをデジタル化しないといけないという,新しい課題が見えてきました。

 気分とレコードに合わせてカートリッジを選んでトーンアームに取り付けて,ゼロバランスを取ってから,やはり気分とジャンルに合わせて針圧を増減,レコードを慎重にターンテーブルに載せてクリーニング,ゆっくり針を落としてリードインのパチパチに胸を膨らませるという演奏が始まるまでの儀式は,人によっては「道」とよべるほど洗練されているかも知れませんが,これを面倒と思ってしまうとアナログの良さがすっ飛んでしまうわけで,積極的に楽しめることもまた,その人の素質やスキルであろうと思います。

 私などは緩い人なので,こういう手続きが楽しいのはいいとして,どうせその時だけという刹那感もありますから,完璧を求めるようなことは最初からしません。だからこそアナログレコードという底なしの金食い虫の淵をのぞき込むことなく生きていられるんだと思いますが,ゆえにノイズやハムといった絶対悪にさえ,大らかであることが出来ます。

 不思議なもので,レコードのゆっくりとした回転や,ほのかに灯る真空管のヒーターなんかが目に映ると,ハムやノイズに寛容になってしまうものです。これを録音しておき,別の機会に再生すると途端にハムやノイズも気になって仕方がないという経験は,多くの方がされているんじゃないかと思います。音は音だけ作られているのではないという証拠です。

 ちょっと脱線しましたが,最終目的が録音である以上,それなりのクオリティでないといけないわけで,どうせその時だけだからと大らかに構えていたイコライザアンプのハムやノイズに,真剣に取り組むことになってしまいました。

 私のイコライザアンプはいくつか自作した後,K&Rというガレージメーカーのキットを使っています。創意工夫が光る回路はCR型とNFB型のいいとこ取りをし,現代的でスピード感のある音を実現している一方で,音質的な部品へのこだわりが解像感のある。しなやかな音を奏でてくれます。

 MCヘッドアンプも同社のものですが,これも半導体とトランス方式のどちらの弱点も克服する完成度の高さを安価に実現しています。

 電源と実装は私が手元でやったわけですが,これがまあなんとも適当で,電源は三端子レギュレータで済ませていますし,ケースは安いアルミの小さいケースに十重に押し込んでいるお粗末さです。

 電源トランスも近いところにあるし,ワイアリングにも制限があるので,ハムも出まくりです。

 これではいかんと,改修を行うことにしました。

 まず,電源トランスを少し小さいものに替えて,基盤との距離を稼ぐことにしました。その上で純鉄のシールド板を立てて,電磁誘導によるハムを軽減させます。

 電源回路は面倒なのでこのままでもいいんですが,負電源の7912のパスコンが不適切だったので仕様書に従って大きめの値の電解コンデンサを追加しました。とうも発信しやすい不安定な状況にあったように思うのですが,この対策でノイズも減りました。

 ワイアリングも見直し,アースの取り方も時間をかけて検討しました。試行錯誤をしましたが,ACの3Pコネクタをノイズフィルタ内蔵のものに交換し,ノイズと共にACからの誘導ハムをシールドでカットしました。

 MMではほぼハムもノイズも気にならない程度に押さえ込みましたし,MCでも少しハムが残っているくらいに出来ました。ここまで格闘するのに4時間かかってしまいました。なんと贅沢なことか。

 これまでは,レコードに針を落としていれば,無音部分でハムが聞こえて興が冷めてしまったのですが,今回の対策では無音部分のスクラッチノイズよりもハムが小さいので,針を落とすともう気になりません。このくらいで手を打つことにします。

 実のところ,V15typeIVを楽しめれば,MCでのハム退治なんて必要はないはずなのですが,幸か不幸か私はMCカートリッジの決定的なすごさに気が付いてしまい,これで録音をしようと思った事で,ムキになってMCでのハムやノイズを押さえ込むことに夢中になったのでした。

 Kenny DrewのEverything I Liveというアルバムを,カートリッジをとっかえひっかえで聴いていたときのことです。確かにV15typeIVはいい音を出すのですが,いまいち見通しが良くなく,ピアノとの距離が近く,ペタッと張り付いて聞こえます。

 そこで,ものは試しとAT-F3/IIにしてみると,くぐもって聞こえたピアノが華やかになったと同時に,目の前にすーっと音が通る道のようなものが通り,ピアノとの距離がリアルに生まれ,コトッという弦の振動以外の音もきちんと出てくるようになりました。

 おお,なんという空気感,これはAT-F3/II独自の音なのか,それともMCの音なのか,あるいはオーディオテクニカの音なのか,気になって仕方がありません。

 そこで,AT-15Eaにしますが,急に音の空間が狭くなりました。ならGRADOのPrestige2ならどうかと交換するも,さらに窮屈になって聴いてられません。音が籠もって狭いところに押し込められて,首をすくめているようです。

 DL-103に交換すると,AF-F3と同じように,頭上の蓋が取れたような開放感と新鮮な空気を感じ,ピアノと私の距離が適度に生まれました。前の前がぱっと開けた感覚は,AT-F3/IIと同じ傾向です。

 ただ,AT-F3/IIが華やかすぎたのに対し,DL-103は実に適度で,焦らず落ち着いた,重心の低い音を出してくれます。いや,これは実に聴きやすくて心地いいです。

 AT-F3/IIはきらびやかで,1970年代初期のジャズピアノのアルバムを現代風に甦られてくれますが,ちょっと冷たい感じがして,これならCDで聴くのが正しいよなあと思うくらいです。さすがDL-103,日本の標準器です。

 ということで,MMかMCかの違いは,なんとなくMCの方が線が細いくらいに考えていたのですがとんでもない,MCの空間表現能力であるとか,音源との距離感の再現能力であるとか,まるで冬の朝に深呼吸するような爽やかさというのは,理由はさっぱりわかりませんが,もう認めなくてはならないほどはっきりしています。

 一方でMMの閉塞感,音源との距離の近さと窮屈さはなんでしょう。まるで,ピアノの弦にマイクを立てて,平面的に拾っている感じです。(というか実際にはそうやって録音されているんだから正しい再生をやってるわけですが)

 この距離感の近さが有利に働くソースもあるんですが,少なくとも今回のEveryting I Loveについては,見通しの良さと音源との距離感がとても重要であると感じました。そう,まるで,私が鍵盤を前に座って,自分で演奏をしているかのような感じです。

 ああ,なんと奥が深いことか。

 と,こんな顛末があって,デジタル化はDL-103で行う事が決まったのでした。それで,なんとかハムとノイズを低減させる必要に迫られたわけです。

 惜しいのは,DL-103が丸針であり,特に内周でのトレース能力が他の針に比べて低いことでしょう。それでも,0.65ミルの丸針とは思えないほどの音を出してくれるのでいつも感心しますし,丸針であることも含めて,DL-103のバランスを作っているのだと思うので,かつて存在した楕円針がラインナップから消えているのも,わかる気がします。

 DL-103が凡庸な音を出すカートリッジに過ぎず,よほどV15typeVxMRの方がいい音をさせるというケースももちろんあります。MCとMMの違いがここまではっきりわからないソースも多いです。

 だから,どのカートリッジで聴けば楽しいかを考えるのが楽しいのだと思います。おそらく,どのカートリッジを選ぶのが正しいかという正解などないのでしょう。楽しいかどうか,それに尽きるのがアナログレコードの再生なんだと思います。

 忘れてはいけないのは,これを楽しいと思えない人が大半であるという事です。また,これを楽しむためには手間だけではなくお金もかかるという現実があります。

 だからCDに置き換わったことは正しいですし,良いことだったと私は思います。

 

やっぱりDE-04も調整してみた

 先日手に入れて,なかなかよい感触を得ているポケットテスターDE-04ですが,うちのテスターがことごとくそうであるように,この手で再調整を行って,測定値が他のテスターのものと大きく違ってこない状態にしないと,どうも落ち着きません。

 とはいえ,これを行うには調整方法を調べないといけないわけで,そう簡単にはいかないものでもあります。

 DE-04も,良く出来ているとはいえ,0.5%近くも値が小さく出ている状況をどうも看過できず,うちで調整ができないものかと調べてみました。

 DE-04はサンワのPM3のOEMと言われているだけあって,類似点が多くあります。そしてその類似点というのは,概ね同じLSIを使っていることに起因していたりするものです。

 調べてみると,FS9711LP3というLSIを使っていることがわかりました。残念ながらデータシートはFS9721しか入手出来なかったのですが,後継品種だということなのでこのまま進めます。

 FS9721のデータシートによると,調整方法は昔ながらの半固定抵抗で行うとあります。リファレンス回路にもこの半固定抵抗は用意されていますが,果たしてDE-04にも同じものがありました。繋がっているLSIの端子も同じです。

 DE-04のVR2というのが,直流電圧の調整用なのですが,これをいじればとりあえず調整出来るようです。レンジごとの調整はどうするのか,という話になると,これはもう分圧抵抗の精度に依存するので,このVRだけでは追い込めません。

 ここまでわかれば簡単です,いつもの基準電圧発生器を34401Aと一緒に繋ぎ,同じ値になるようにVR2を回すだけです。

 レンジ間の相対精度が揃っていることは前回の確認でわかっていますので,半固定抵抗の調整だけである程度追い込めるはずです。

 で,やってみた結果が以下です。

 まず,基準電圧発生器を34401Aで測定した値です。

2.5017V
5.0035V
7.5054V
10.0066V

 うーん,以前とちょっとだけ値がずれています。34401Aがズレたのか,基準電圧発生器がズレたのか・・・でもまあ,立派なもんですけどね。

 そして,DE-04を調整した結果です。

2.502V 0.3mV 0.011991846%
5.00V -3.5mV -0.069951034%
7.51V 4.6mV 0.061289205%
10.01V 3.4mV 0.033977575%

 まず,ぱっと値を見てみます。34401Aの値を4000カウントに丸めた値が,そのまま出てきていることがわかります。誤差何パーセント言う話ではなく,丸めた結果が同じになっていると考えると,DE-04としてはもう誤差ゼロと言ってよいです。

 であらためて誤差を見てみます。0.07%以内に入っており,かなり良い値になっています。これなら胸を張って正確だという事が出来るでしょう。

 で,今回の比較対象が34401Aによる実測ですので,これまでの「製造元による実測値」とは違います。もちろん,すでに基準電圧発生器の電圧がズレている可能性も大きいのですが,仮に両者の値のズレが34401Aだけで起きたと考えて,これまでの結果と比較をやりやすくするため,製造元の実測値からDE-04がどれくらいズレているかを再度計算してみます。

 製造元による実測値は,これまで同様,

2.50165V
5.00302V
7.50454V
10.00533V

 とします。

2.502V 0.013990766%
5.00V -0.060363540%
7.51V 0.072755958%
10.01V 0.046675122%

 とまあいうわけで,34401Aがズレていたとしても,十分過ぎる精度で落ち着いていることがわかります。7.5Vについては7.50Vと表示すべきところなのでしょうが,どのみち最終桁は±1くらいは当てにならないものですし,これでもう十分でしょう。

 DE-04という使い勝手よく,スペックも十分なテスターに,精度まで備わりました。これでもううちの測定環境は盤石で,はっきり言えば調整出来ないものや,2000カウントの古いテスターはすべて処分してしまおうかと思うくらいです。

 ただ,最近のテスターはバッテリチェッカーが付いていないことが多く,DE-04はもとより,うちでもP-10以外には付いていません。

 P-10のバッテリチェッカーは使用頻度も高く,結構便利に使っているので,これがあるから,すでに調整が出来なくなってしまうほど壊れているP-10を捨てられないでいます。

 負荷抵抗が入るだけの機能ですし,負荷が入るということはそれだけ電池に負担をかける(特にボタン電池など小さい電池)ということでもあるので歓迎されない機能でもあるのですが,そのあたりをわかった上で,損電池をさっと「捨てるか捨てないか」判定する事の出来るこの機能は,やっぱり欲しいのです。

 テスターがこうして調整可能になり,自分で精度管理を行えるようになると(もちろん公式な測定結果としては採用されないわけですが),気分がいいというのもありますが,それ以上に長年使い続けることが出来るという安心感が出てきます。

 測定器は,動くようにするだけでは修理もメンテも出来た事にはならず,調整して誤差がどのくらいあるかを明確にして初めて,使えるようになります。周波数の基準はもう手に入れましたし,中国製の安価なものとはいえ基準電圧も手に入れました。

 素人の測定環境としては,もう十分なところにきたと思います。なにを信じていいのやら,と言う子供の頃のその疑問に,ようやく回答を出せたように思います。

 

HC-20の修理~完結編

 HC-20の修理を先日行った話を書きました。LCDの一部に線が入るのに,深追いはせずそのままにした,ということにしたわけですが,やっぱり気持ち悪いので,きちんと時間を確保してから,仕切り直しをすることにしました。

 まあ,どうせ接触不良か接点の汚れ,ゴミを挟み込んだかなんかが原因だと考えていたので,分解して綺麗に掃除し,再度組み立てるだけですから,1時間もあればわると踏んでいました。

 さっさとばらして,LCDを基板に組み付ける金属のフレームの破損箇所を修理し,LCDのガラスや基板,ゼブラゴムの汚れを取り除きます。

 そして丁寧に再組み立てを行います。今回はうまくいきました。

 電源を入れてみますが,残念ながら,全く改善していません。同じ場所に,同じ長さで,同じ濃さの縦線がスパッと入っています。

 この縦線,中央よりやや左側,真ん中から縦1本だけ16ドット分(つまり我慢の下半分)の長さで入っているのですが,完全に表示が行われないわけではなく,ここだけ表示が極めて薄くなるのです。

 なにも表示しない状態だと背景他のピクセルとそんなに変わらないのですが,文字を奥津か表示するとどんどんその線だけ白くなり,文字が増えれば増える程白くなります。

 このラインの配線抵抗がほかよりも大きい場合にこういうことが起きるのですが,私はこれを,ゼブラゴムの圧着不足や端子の汚れのせいだと思っていた訳です。

 しかし,綺麗に清掃し,かつてないほど完全に組み立てたのに,全く同じというのはちょっと解せません。

 コントラストを調整すると,一応ピクセルが黒に点灯したりするので,LCDそのものが死んだわけでも,LCDコントローラが死んだわけでもないようですし,ここで行き詰まってしまうかと思われました。

 そんなとき,偶然基板のパターンをあちこち触っていると,あるところで線が消え,
綺麗に表示が行われる箇所が見つかりました。指を離してしまえば白い線が復活しますが,触っている間は完治するわけで,この段階でLCDやコントローラに加えて,ゼブラゴムや組み立て方にも問題がない可能性が高くなってきました。

 もしやと重い,触った場所のパターンを見ていくと,なにやら傷が付いて,切れそうになっているパターンが見つかりました。肉眼ではギリギリ切れていないよう思うのですが,万が一ということで,銅線でこのパターンをつないでみました。

 すると,白い線が消えて,見事に治っています。

 うーん,どうやら,パターンがほとんど切れてしまい,高抵抗でかろうじてLCDに電荷が流れ込んでいたということでしょう。LCDはいわばコンデンサで,高インピーダンスです。だから,こうしたケースでも完全に消えてしまわず,コントラストが著しく低下した部分として表面化するのでしょう。

 いずれにしても,これで修理が出来ました。

 本体を慎重に組み戻し,動作確認を行って完成です。

 途中,7歳の娘が寄ってきて,なんだこれは,と興味津々です。

 小さい画面に少ない文字数,その割には立派なキーボードを持ち,あげく小さなプリンタがギギギギと怪しげな音をたてて,文字を印刷するというのは,タブレットやスマートホンを見慣れた彼女の目にも,奇異に映ったことでしょう。

 カタカナであれこれと打ち込んでは印刷をして遊んでいますが,これが35年ほど前に登場した時には,電池で動く本格的なパソコンとして世界中で驚きの声が上がったことを,当然彼女は知りません。

 さて,そんなわけでとりあえずHC-20やX-07を含めた,小型コンピュータはすべて故障から解放され,良い状態で動態保存できるようになりました。

 完全にLCDが劣化してしまったシャープのポケコンは年を追うごとにダメになっていき,予備機のPC-1245はもちろん,PC-1251やPC-1246すらも,危険な状態になっています。PC-1211などは言うに及ばず,このままだとPC-12xxシリーズは全滅してしまうかも知れません。

 幸い,PC-1500シリーズやPC-1600シリーズは大丈夫で,この違いは何だろうと首をひねりたくなるのですが,現状では劣化したLCDを復元する方法はなく,かといって進行を遅らせるにも限度があるなかで,いつまでこれらの機種を残しておけるか,頭の痛い問題です。

 

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