2021年9月21日 (火)

電磁力学 ofc純銅可飽和リアクトル整流器は可能か?了

2109200jazzは多くを聴くべきだ、だからレコードの枚数は沢山あった方が良い。まだあれを持っていないし、これも持っていないし。しまいには収集癖に操られ、持っていないと不安感まで生まれる。それが「タンとはいらねえ~」と気が付く事件が一連の銅化、そう銅式で起きたのだ。銅式にする度に、A-66 John Coltrane Quartet - Crescent 1964、John Coltrane, tenor sax; McCoy Tyner, piano; Jimmy Garrison, bass; Elvin Jones, drums.Van Gelder Studio, Englewood Cliffs, NJ, April 27, 1964、Wise Oneは、より切ない演奏になり、
A-9106 John Coltrane - Kulu Se Mama 1966、John Coltrane, tenor sax; McCoy Tyner, piano; Jimmy Garrison, bass; Elvin Jones, drums.Van Gelder Studio, Englewood Cliffs, NJ, June 10, 1965、Kulu Se Mama (Juno Se Mama)は、より過激な演奏になる。

2109201x銅式にするためにいくら調べても、何度調べても磁化力hの算出式はこの式しか出てこない。これが正解と決めて調査はもう止めた。磁化力は1mに何ターン巻いて、それに電流何アンペア流したかで決まり、ここの計算においては透磁率などの磁気パラメータは出てこない。Φ350mmトロイダルコアに300ターンx2巻き線=600ターン巻いてある。

2109206今回はスライダックを強化して8.8aまで電流を流してみた。



2109204xこちらが電流波形で8.8a流れている。磁路長は概ね1mだからhは600x8.8=5280a/mとなる。ただdc電流はリップルが大きく残り、ここは気になるところ。

2109202xxこれを磁気特性表へ書き込んでみる。最大磁束密度は1.9テスラだからその値を飽和値とすると、5280a/mでは飽和領域へ入り透磁率は殆どゼロになる。これではインダクタンスもゼロに近くなる。

2109205電圧波形を見ると、600tの両端にはdc電圧の6.74vが加わっている。もしインダクタンスがゼロならば6.74v/0.6Ω=11.2aの電流が流れる。案外近い値で飽和領域に近いのかも、電流リップルで影響が出ているのか?

2109203完全に直流の電源ならばバッテリーを使うか大袈裟なdc電源を作るしかない。磁気飽和についてはvcmでも起きていることで、vcmは磁気飽和が起きては困る事例、こっちは磁気飽和を起こしたい事例。電磁力学のofc純銅可飽和リアクトル整流器は可能か?は時期尚早との判断で一旦了とし、論を持つべく磁気回路の学習を深めよう。

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2021年9月19日 (日)

音色力学                        なぜ輝かない?ルディ・ヴァン・ゲルダー 完結編

2109035これは重大な問題です。
2014年3月5日のエントリーの音色力学なぜ輝かない?ルディ・ヴァン・ゲルダー から「マイク数本とampex300?を持ち込んだルディ・ヴァン・ゲルダーの録音は見事で圧倒されるが、ブルーノート・レキシントン盤の時代の輝きがない...なぜだ?」A-42 John Coltrane - Impressions 1963年のヴィレッジ・バンガードライブ録音では、ルディ・ヴァン・ゲルダーの音色に大いなる疑問を感じていた。先日訳あって佐久間さんの「直熱管アンプ放浪記」を開いた。巻頭「無用の序」の池田圭先生の1文に目が釘付け「戦前のweとかaltecの639・カージオイド型などを使い、録音が終わってスタジから出て行った筈の娘から突然呼ばれることがある...」western electric 639aが生々しい!とゆう解説にピンときた。

2109036xまた別なエントリーの電磁力学Van Gelder Studio, Hackensack, NJ, じゃあなくて WOR Studios, NYC!から「長年、ルディ・ヴァン・ゲルダーを
jazz録音の師と仰ぎjazzオーディオ再生に精進してきたが、レキシントン盤から伝わるエネルギーはWOR Studios, NYC なのだ...
」この音色力学について何度もエントリーしているのは、ルディ・ヴァン・ゲルダーの録音に疑問を持っているからに他ならない。

210903731ノイマン社の宣伝の一翼を担ってu-47コンデンサマイクを中心に録音を進めたが、現実はwestern electric 639aの分厚さでは敵わなかったのだ。WOR Studios の連中はu-47のワイドレンジに「参りました!」と席をヴァン・ゲルダーに明け渡してしまったが、当時の時代背景の問題でアンタ方の腕が悪い訳ではない。

21090372とんだ横道だったが池田圭先生の1文で長年の疑問が氷解した。但し音色力学を追求していかないと区別のつかない話であって、画像のコンデンサスピーカSound Lab electrostatic speaker A1 では、ヴァン・ゲルダー録音もWOR Studios, NYC 録音も差が分からない。western electric 639aのリボンマイクは電磁力学でノイマンu-47は静電力学で、分厚さは639aの勝ちで、しかし生々しさではu-47の勝ち。これはSound Lab electrostatic speaker A1システムとaltecシステムも同義で、同じような差が出る。

21090373レキシントンオリジナル盤の205グラムでなければ出せない世界を、リマスタに問題を抱えたcdで出そうとしても到底無理な話だ。Scan-Speak 15W/8530K00システムでwor録音のcdを掛けてみる。現代スピーカシステム+半導体アンプの最大の弱点はシンバルが割り箸になり、ニコ・リードが竹細工の鼻ラッパみたいな音になり、altec+真空管の音を聴いていると気持ちが悪い。
BLP 1509 Milt Jackson And The Thelonious Monk Quintet 1956
Milton Jackson, vibes; Thelonious Monk, piano; John Simmons, bass; Shadow Wilson, drums.
Apex Studios, NYC, July 2, 1948,
Evidence、Misterioso
WOR Studios, NYC, July 23, 1951
Four In One 、Criss-Cross、Eronel、Willow Weep For Me
WOR Studios, NYC, April 7, 1952
tk.1 Tahiti、tk.4 Lillie、tk.5 Lillie 、tk.8 Bags' Groove、tk.12 What's New、tk.16 On The Scene
このデータから1948年のApex Studios, NYC, と1951年、1952年のWOR Studios, NYC,の録音は鉄仮面のwestern electric 639aマイクで録音したに違いない。残念ながら録音機材のクレジットは残っていない。ついでに説明するとblp 1509には録音クレジットの記載は無く、リマスタリングがルディ・ヴァン・ゲルダーとなっている。

21090371重大な問題はamp工房の話であって人様は関係ございません。ofc純銅化が進むと色艶が付きjazzが躍動し、レキシントン盤のWOR Studios, NYC が凄いことになる。凄いことだが、同じレキシントン盤のVan Gelder Studio, Hackensack, NJ録音と、WOR Studios, NYC録音の違いと価値を見出す御仁がどれだけ居るか?です。時代の進化は多くの情報を正確に伝えたられるようになったが、データに現れない肝心要の魂が置き去りにされた。今まで膨大な時間とお足を掛けてしまった唯一の成果が、埋もれた魂の伝達、それかも知れない。

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2021年9月18日 (土)

電磁力学 ofc純銅可飽和リアクトル整流器は可能か?3

21091500超便利だとか過剰親切とか、けなしながら使うのだから世話ねえや、は宗旨覆しの弁。orcadのwindows版は素晴らしいけどそこそこのお代だし,隠居の身で今更投資は出来ない。探していたらcadlusとゆう凄いcadが出てきた。orcad winより使い勝手は良いし、何よりタダがいい。仕組みがあってcadlusデータはグループ基板屋でしか通用しないから、そこで基板を作るしかない。いいです、いいです、大いに結構。早速新人研修生にcadlusで回路図を描いてもらった。取り扱い説明書を読む必要はないしサクサクと描けてありがたく、全く良い時代になったものだ。

21091501全く良い時代でないのがオーディオで、ハイエンドオーディオは一体どうなってしまったのだろうか?amp工房はハイエンドオーディオとは逆行の化石オーディオに進むべき道を見てしまった。その化石オーディオでは磁気増幅器論文から難しさにへこたれ、何とか誤魔化しても簡単に出来ないか模索中です。そこで善意の解釈による磁気増幅器の原理図はこれ。このように励磁電源でトロイダルコアを飽和させればスイッチになるのだ。これを実験してみよう。

21091506_20210918012701ofc純銅トロイダルトランスからdcsエルガーmono合成トランスを引きずり出し、上図に如く動作させる。半波整流器を目論むからac電源にダイオードを付けて半波にして電流を流す。磁気飽和で想定されることはインダクタンスゼロで、この領域に入ればmono合成トランスの1次側抵抗成分だけの短絡電流が流れる。緑色の抵抗はその電流制限用で付けた。

21091508こちらが半波電流波形、3aまで流して止めたのはスライダックの能力不足です。

21091509こちらが1次巻き線部電圧波形。この状態では8.8Ωもインダクタンス成分が残っていて磁気飽和には程遠い。直流抵抗は実測で0.6Ω。そこでこの状態を解析してみる。

2109150911mに600t巻いて3a電流を流したから磁化力は600x3=1800a/mとなり飽和領域だが、電流電圧波形から脈動が多く磁力が変化してインダクタンスはゼロにならない。う~ん中々難しい、中断とな。

21091507はたっ!と閃いた。vcmで励磁電源のリップルが出ていた時磁束密度が若干小さかった。データ上のrms(ルートミーンスクエア)では正解でも、磁気変動が起きる直流ではマズイのだ。更に0.7テスラ位で磁気飽和としていたものが、どうやらそうでないようだ。磁気飽和を起こせばインダクタンスはゼロで励磁コイルに大電流が流れる。ofc純銅可飽和リアクトル整流器は可能か?に取り組んだお陰で、vcmにも新たな理解度が反映されて、これはシメタ!

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2021年9月17日 (金)

音楽駆動力学 出力インピーダンスの怪、いや解

21090402xx「コルトレーンの生涯」によると1958年にコルトレーンがセルマーサキソフォンに支払ったお代は500ドル、物価上昇率を考えればかなりの高額になる。1957年に麻薬から手を切り、マイルス・バンドへ復帰、レコードの録音も順調で500ドルも払える身分になっていた。麻薬から手を切って10年後、1967年にはこの世を去るのだから壮絶な人生で、jazzもそのよう。どう考えても1950年代から1967年までのjazzに尽き、早く銅式アンプでコルトレーンを聴かねば。

210904032020年1月23日のエントリーから「銅総量チェックオーディオシステムはアキュフェーズのcdp dp-80 の後に、①のdcsエルガーdaコンバータ、②のmono合成トランス、③のトランスだけcx350パワーアンプのシンプルな構成となった。即音出しをすると(あ~音楽になっていない!)音色が痩せてしまい、コルトレーンが誠につまらなくなってしまった」と出てきた。

21090404②のmono合成トランスと出力インピーダンスの関係を見直そう。1次側50tのインダクタンスはac16vrms、3.098v/10Ω=309.8ma、16v/0.3098=52Ω、l=52/6.28x60=140mhと出る。インダクタンス140mhの60hzのインピーダンスは52Ω、30hzでは26Ωとなる。1次巻き線のカルダスケーブルは結合係数を考慮して均等巻きしてある。

21090405こちらがdcs954のアナログ部仕様書。出力インピーダンスは3Ω以下となっておりこれに60hzで52Ωを繋ぐのだから出力ロスは(3/52)のマイナス6%で大丈夫と思ったのが間違いで、マックス・ロード600Ωへ目が行かなかった。Mmaximum load、日本語なら最大負荷となり間違い易い。出力に600Ω以下は接続出来ませんが正解で、英語力と技術力の無さに情けない。celloのアンコール1MΩにみたいに高入力インピーダンスで受けるのが常識で、出力インピーダンスをいじめるような使い方は誰もやらない。

2109043そこで嘘か?本当か?出力インピーダンスを厳密に測定した。ソニーのcdp-337esdに名工ミルトさんに作ってもらった1khzのcdを入れて、dcsのdaコンバータからバランス出力する。

21090406そのバランス出力に120Ωの抵抗を2本付ける。120Ωでは抵抗値が低過ぎで波形がサチり、これは電流リミッタが働いている。

21090407徐々に抵抗を増やし182Ωで正常となった。最大負荷の600Ωでなくて200Ω前後から正常に動作するコトが分かった。銅の総量実験で失敗したのはこの部分で、低域の信号ロスが大き過ぎて音が痩せたのだ。

21091506この結果からラインアンプ不用論が再び現実的になる。またバランス(差動)出力の両端から電圧を受け取れば、dcsからの出力は6vを超える。dcsエルガーに関してはプリアンプ機能を内蔵しており、いきなりパワーアンプを接続できる。

21090408ん?だが待てよ。
cx350ラインアンプの破壊で撤去したdcsエルガー用mono合成トランスで既に出来ているでは?1次巻線ムンドルフΦ2.0mm約300tx2回路、60hz、50v、26.72ma、z=50/0.02672=1.87kΩ、l=1871/6.28x60=5h、電圧比、26.68v/4.8v=5.56。300tであれば60hzで1.87kΩ、30hzで約1kΩ、600Ω以上だからうまくいっていた。300tでは2次側の巻数が増えるため200t位で詳細に検討に入ろう。これが出力インピーダンスの解です。

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2021年9月16日 (木)

電磁力学 ofc純銅可飽和リアクトル整流器は可能か?2

2109152ドイツのダイムラー社はevへ全面的にシフトし、evでもリーダーシップを取ると息巻いている。一方でトヨタの章男社長はev車のモータになれば世界で100万人が失業すると警鐘を鳴らし、水素エンジン自動車を耐久レースへ投入した。燃料電池車は承知していたが、レシプロエンジンに水素燃料を使うなど実に新鮮で、その線もありか?

21091135_20210916025801古くて新しいofc純銅可飽和リアクトル整流器が実現出来れば、常識をひっくり返すことが出来て面白い。その磁気増幅器関連は古い技術が多く、昔の学術論文を探しては読んでいる。そこからofc純銅可飽和リアクトル整流器はかなり難しい現実が見えてきた。いや、実現不可能でもこれをやっておけば次にきっと役立つ。
ん?次はもう無いぜ!

21091132ltspiceでは可飽和リアクトルをダイオードに置き換える。オン抵抗を6Ωオフ抵抗を150kΩでシュミレーションしてみた。150kΩでは正負の半サイクル毎に6maの漏れ電流が450vの電源巻き線に流れ込んでいる。コンデンサインプット回路は狭電気角だが1a程度が電源トランスに流れる。このパルス電流で励磁巻き線側に誘起電圧が生ずる、この処理方法は?コンデンサインプットにしたのは整流器がチョークコイルだからで、2重に必要ない。

21091133丁度上の状態をを図示したものが「可飽和リアクトルを使用した放射電子電流制御方式について、中尾房史氏、竹下功氏、昭和36年」の研究論文にあったので引用した。また文中には「鉄心の磁気特性はヒステリシスを無視してB-H曲線で示されるとする」とある。赤が整流波形で青が漏れ電流となる。

21091134更に続いて「負荷巻線側の交番磁束の変化が制御巻線側に起電力を誘起するので、これを打消すように2個の同一特性をもったリアクトルをFig.2の如くに接続して用いることが一般に行なわれている。すなわちA鉄心に巻かれたWbに誘起されるWaよりの誘導起電力の基本波と、B鉄心に巻かれたWbに誘起されるそれとが、丁度同量且っ逆極性になるように接続することにより、制御回路に交流電源からの影響があらわれることを除くことができる」と答えまであった。温故知新とはこのことで、闇雲に特攻すれば制御回路がやれていた。ここを真に理解すれば可能性も出てくるキーテクノロジーなのだ。

21091131可飽和リアクトルを差動接続にして打ち消してしまう作戦は見事なものですが、半波にΦ350mmトロイダルコア2個を使うのはたかが整流器に非現実的な資材の投入とも見えて、ある種バカげているかも知れない。まあそれでもラインアンプが無くなり、gm70管ppパワーアンプはmono構成で電源は共用にすれば、Φ300mm電源トランス1個、ofc純銅可飽和リアクトル整流器Φ350mm4個、となるから良いかも。いずれにしても電磁力学のofc純銅可飽和リアクトル整流器は可能か?の判断は長丁場になりそう。

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2021年9月14日 (火)

振動力学 Scan-Speak 15W/8530K00 システム再構築再び 番外 cdp-337esd備忘録

210911351人プロジェクトxは日々変化に富んで、全くもって面白い。vcmスピーカモータの基板を作っていれば、いつの間にか可飽和リアクトルを妄想し、今度はvcmのデジタルアンプ制御ソフトウエアの書き換え作業に没頭している。でありますから「ボケている暇は無いね~」と良く言われたりしますが、研修中の講義で突然何を話していたか分からなくなったりして、どうやら忙しく頭を使っていてもボケはボケのようです。

2109091割り箸シンバルは気に入らないがbgmが出来たことは大いに助かり、アッセンブラソフトの記述は軽やかに進む。ん?またか!cdp-337esdのトレイがまともに出てこない。ヤフオクの安いcdp-337esdは殆どこの手のトラブルを抱えている。フツーならゴムベルトを購入して交換しグリスアップするが、フツーでないから即解体する。

2109092xせっかく組み上げたcdpを降ろし解体し、基板の部品に注意しながら水晶粒を工業用掃除機で丁寧に抜き取る。動作不良のcdトレイを取り外し、cdメカのbu-10を取り出す。cdトレイの残骸はまだ利用価値があるから保管しておく。

2109093bu-10cdメカのチューニングをする。ここが(黄色丸印)重要、レーザーピックアップで黒カバーを外すと空間が出てきて、細かい目張りをして極細目の水晶粒を充填しカバーする。移動体レーザーピックアップの水晶粒防振効果は絶大で、繊細な作業でしくじり易いが、危険を冒して作業しただけのことはある。またbu-10の底には大きな穴が開いているので、カバーを作りメクラする。

2109094次は「超なりき」作業、cd本体へ水晶粒充填のための目張りをする。側面はベニアの薄板を切り、今回はアロンで接着した。なりきでなければmdfの9mmを側面デコボコに合わせて削り、カバーのネジ穴を利用して止める。

2109095xcdメカbu-10の下へ仮の水晶粒を充填する。これで全体をセットアップして動作させる。あれ、動かない?

2109096そこで昔のブログの登場で調べてみよう。bu-10の結合基板の短絡箇所を発見した!いや、忘れていただけ。cnp255の3ピンと4ピンをハンダでショート、これで完了。ここはトレイにcdが乗り、トレイが引っ込んだスタンバイ位置のリミットスイッチ接点で、トレイを撤去したから短絡の必要がある。

2109097これで問題なく1発で動作した。bu-10cdメカのピックアップ部にマスキングテープを貼り、水晶粒が侵入しないようにした所で本格的に充填する。20kg近く入って重たい。

2109098水晶粒の表面をならしてcdをプレイしてみる。これでヤフオク15,000円のポンコツcdp-337esdが天文学的な金額のcdpを超えられる魔法。

2109099最後の仕上げが水準器を持ち出し(100均)bu-10の縁をマイナスドライバーで押し込み、水平を出す。これにてcdp-337のチューニングは完了した。

21090991段々聴きなれた音になってきてaltecを聴いていなければ「これでもいいじゃん!」となり、コルトレーンの定番「アンド・ジョニーハートマン」をかける。あっ!ここまでやり尽くしても鼻ラッパだ~...

本エントリーはcdp-337esdの改造備忘録でした。

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2021年9月13日 (月)

電磁力学 ofc純銅可飽和リアクトル整流器は可能か?

210911204妄想は希望でスリリングで生きる活力で、もしこれで世の中が変えられれば凄い!とワクワクしながら重ねて妄想する。電磁力学の可飽和リアクトル式整流器を考えた時、やはり計算が一義でまずは計算をしてみる。この特性表はΦ400mmの普通電磁鋼板のトロイダルコアでgm70管シングルアンプの出力トランスに好都合、しかし飽和に30000a/mも必要でofc純銅可飽和リアクトル整流器には不向き。磁気特性の優れた素材にアモルファスやファインメットやパーマロイがあり、いいのだが天文学的金額で手は出せない。

210911206x参考までに日立金属さんのファインメットの特性表では、何と8a/m(黒丸と腺)とあり高性能な可飽和リアクトルが出来て素晴らしい。800a/m(赤丸と線)も流せば完全に特性はヒステリシスも持たずに±飽和とゼロの直線になる。実は昭和43年の磁気増幅器本には、この理想特性を持った電磁素材で作られているとあり、当時ならばパーマロイだったのかな?と思いを巡らしていた。

210911202xこちらの特性表はΦ350mmスーパーコアで、Φ400mmの30000a/mが1/10の3000a/mで飽和領域に入る。この時の透磁率を0.001とみておく。インダクタンスを抜いてしまうにはこの透磁率を限りなくゼロに近づける。インダクタンス=n^2μs/lの計算式から、μをゼロにすればインダクタンスもゼロになる。磁化力の3000a/mとは、磁路長1mにどれだけ巻けて、どれだけ電流を流したかの単位、Φ350mmの磁路長さは1052mmだから概ね1m、これに3000ターン巻いて1aの電流を流せば実現できる。

210911201現実にはΦ350mmスーパーコアにはΦ1.0ofc純銅ポリウレタン線が800t巻けるから、励磁巻き線は4層巻けば良い。以前の想定では「Φ350mmスーパーコア1層に目一杯巻いたデータは25hのインダクタンスは取れて、直流抵抗は1.5Ω。これがスイッチの条件で60hzの場合25hでは9.4kΩとなりこれがオフの条件、オンの条件は1.5Ωとなる。この遮断特性に不満があるならば2倍巻いて100hの38kΩ、オンは3Ωとすればよい。」とあり、案外まともに予想していた。新たな計算式から出力(スイッチ)巻き線も4層必要だから合計8層となる。

210911203xひとまず8層を物理理的限界と決める。出力(スイッチ)巻き線を6層として遮断特性のカイゼンを図る。6層ではインダクタンスは25hx36=900h...こんなの実現できるのか?直流抵抗は9Ω。この時のインピーダンスは340kΩ、gm70管ppの電源を450vにした時の漏れ電流は(450/340000)x2=3ma、整流器としたらバカデカいが動作すれば良しとする。on抵抗9Ω、off抵抗340kΩ、がベストのスペック。6層にしたため励磁巻き線は2層になるが、3000/1600≒2aと励磁電流を2aに増やせば辻褄が合う。Φ1.0mmofc純銅ポリウレタン線を1層800t巻いて8層とし、2層が励磁巻き線で6層が出力巻き線となる。もしこれが無理ならば合計6層、その時の漏れ電流は6maとなる。

210911205上海駿河屋さんと密談「300bは本当に音が良いのだろうか?」「音が良いと論ずるなれば、専門家はかくかくしかじかで、プレートの材質がこれで、フィラメントの材質がこれで、ガラスの振動係数がこれで、だから音が良い等と示して欲しい」「ただウエスタンの古典球だから音が良いと言われてもね~困る」いくら議論しても毎度結論は出ない。えい、面倒だ!真空管なんか止めてしまえが根本思想だから、ofc純銅可飽和リアクトル整流器が現実できれば、半金属のダイオードや半銅体のgz37整流管から開放されて、ofc純銅だけになりありがたい。

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2021年9月12日 (日)

素材力学 銅プレートではないムラードgz37登場!

21091101どうも妖しい?
気になり夕方出社していると上海駿河屋さんが訪ねて来た。貿易商を営んでいる氏からインドネシア、ベトナム、中国のコロナ最新生情報が伝えられた。とてもじゃあないがブログに記載不可能な情報に、驚愕する。同い年のスガさんに言いたい放題の輩も多いが、日本人で良かったとつくづく思った。「もう時間がない、さっさとやろうぜ!」とエール交換して上海駿河屋さんは戻られた。

21091102どうも妖しい?はムラードの整流管gz37です。早朝、amp工房貿易部のm+aさんがイギリスから届いたgz37とウクライナから届いたgm70を納品にみえた。早速scan-Speak 15W/8530K00システムの音を聴いてもらい、現代システムではブルーノートが割り箸シンバルになる難しさを確認してもらった。

21091103拡大鏡を使い丹念に調べると、昔入手したgz37は銅プレートで今回のgz37は銅以外、ニッケルか鉄に見える。GZ37 CV378 Mullardのプレート材質は2種類があるようだ。巷から聞こえてくる「なぜかgz37は音が良い」に皆さん諸手を上げて賛同しない要因がこれだ!全部が全部銅ではないのだ。

21091104どの年代とか、表記の違いを系統的に調べれば答えは出るでしょうが、真空管の研究家でないためやらない。判断は販売店の画像から銅プレートの色を確認すれば良く、妖しいか不明瞭なモノは手配をかけないことです。今回はgz37によもや銅プレート以外があるなど思いもせず、無造作に手配してしまった。極力銅化すると音色は輝き、jazzは弾力性を持つ。銅化が少なく半金属の半導体に支配されていると、緻密だけど弾力や色艶は失せる。

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2021年9月10日 (金)

抵抗力学 トランス磁気ギャップの理解度

2109051スイッチング電源に携わったのは1990年代だから、結構歴史は長い。その当時はスイッチング電源の専門家に設計をお願いしていたから、説明を受けても「ふ~ん」程度だった。1人プロジェクトxでスイッチング電源のトランスを設計するようになるが、簡易計算式で何となく出来てしまい深く考えない。オーディオ用で評判の良い磁気ギャップ付きのファインメットコアの出力トランスを使った。ところが水晶粒3次元接触防振構造を採っても、音は良くない。日立金属さんが誇るファインメットだが、一体なぜ?

2109054こっちはΦ350mmトロイダルコアの出力トランス試作機で、水晶粒3次元接触防振構造のチカラもあるがファインメットより音は良い。ファインメットは毛みたいな細いポリウレタン線だが、Φ350mmはΦ1.0mmのofc純銅ポリウレタン線にカルダスケーブル3.5スクエアを巻いているから、当然とも言える。

2109053ようやく納得し気持ちは晴々した。ファインメットやアモルファスは高透磁率の素材だから、小型にできる。小型にすると「磁気抵抗=長さ/断面積x透磁率」の計算式から磁気抵抗が極端に小さくなり、直ぐに磁気飽和してしまう。だからギャップを設けて磁気回路を長くしたのと等価にしている。早い話、小型に出来る代償が磁気ギャップと言える。

2109054_20210910075201ん?そうだ小型となれば画像のmcトランスだ。ウエスタンエレクトリックの傑作インプット・トランスwe-618bは電磁鋼板に80%supermalloy(高性能パーマロイ電磁鋼板、高価なニッケルが80%含有)を使っている。これも性質上小型にせざるを得ないから80%supermalloyになっている。ハム対策さえ出来ればΦ350mmスーパーコアのΦ1.0mmofc純銅ポリウレタン線にカルダスケーブル3.5スクエアの磁気ギャップ無しで勝負できる。

21090532ここでファインメットのデータを見てみよう。データは日立金属さんから借用しました。我らが使っているsi電磁鋼板は赤丸印、飽和磁束密度は一番高いが比透磁率3,000程度と低い。黄色丸印のファインメットの飽和磁束密度はsi電磁鋼板よりは少し低いが、比透磁率はアモルファス並みの200,000と高い。これは人間のキャラと同じで個性だからどっちが良いとはならない。しかしです、日立金属さんのファインメットはアモルファスやパーマロイを凌駕しており凄い電磁素材で、さすが贔屓の日立。ここで注目すべきは磁束密度の最大2t(テスラ)で、これがsi電磁鋼板とは心強い。

21090531以前高価なΦ350mmスーパーコアに磁気ギャップを付ける実験を行った。元々磁気抵抗が若干大きいものを極端に大きくしたため、インダクタンスがまるで取れず失敗した。ただし磁気ギャップが付けられないのではなく、Φ350mmの径で0.1mmのギャップ加工は難しく、素人細工では無理でした。高価なΦ350mmを1個ダメにしたが、開発には尊い犠牲はつきものです。

2109052大型のトロイダルコアは何のメリットがあるのか?そりゃあアナタ、Φ1.0~2.0のofc純銅ポリウレタン線やカルダスケーブルの3.5スクエアが巻けて、電気抵抗は圧倒的に少なく、且つ水晶粒防振が可能となる。それに難しい計算式や、理解するのに時間が掛かる伝統的暗黙や、経験則は必要なく、素人細工でトランスが作れてしまう、いいこと尽くめだと思いますがね。

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2021年9月 9日 (木)

妄想力学 可飽和リアクトル整流器

21090811政治や時事が動く時は、大なる力が作用して強烈な印象操作が行われよう。今は妄想が激しく渦巻いており、何が真実か?何が虚か?こっちは常に妄想だらけで、日々はスリリングなりです。どうにもこうにも、Scan-Speak 15W/8530K00システムの半金属の半導体の音には閉口する。gm70管銅プレート、gz37整流管銅プレートの銅の音色に親しんだ耳がやられ、銅の音色に馴染むとはげに恐ろしやです。

210908x3ルテニウム振動式整流器は失敗した訳ではないので、万策尽きた時に再登場願おう。今回は再び磁気増幅器の登場で、またもや東京電気大昭和43年本を読んでいる。大学の参考書にしては分かり易く書いてある。時代が時代だから難解な行列式など一切無く、四則演算に3角関数に微分積分程度だから数学苦手な我らでも問題なく分かる。

210908x4 磁気増幅器はアンプだと思っていたがscr(サイリスタ)と同じでガックリきた。だから廃れてしまうし、ipmの登場でサイリスタさえも廃れてしまった。確かにサイリスタやトライアックはサイン波1波の位相制御をするから、最大値からの減制御は出来る。これを称して増幅器と呼んだのだ。ならば赤丸印のようにマイナス側を全部取り除けば半波整流になるが、果たして?

12246x_202109081448012019年12月26日エントリーから「増幅器のシリコンsiより鉄や銅の方が音は良いからトランジスタより真空管の方が音が良い訳で、銅だけの方がなお音は良くなる。しかし現存する増幅機構にそれは無い。だから磁気増幅器のようなもので増幅できれば一番よろしく、宿題がまた1つ増えた...」なんだい、この妄想は既に考えていたことか、すっかり忘れていた。

210908x6x妄想を現実にするには地道な努力が必要です。先ずは可飽和リアクトルをスイッチとして作る。Φ350mmスーパーコア1層に目一杯巻いたデータは25hのインダクタンスは取れて、直流抵抗は1.5Ω。これがスイッチの条件で60hzの場合25hでは9.4kΩとなりこれがオフの条件、オンの条件は1.5Ωとなる。この遮断特性に不満があるならば2倍巻いて100hの38kΩ、オンは3Ωとすればよい。スイッチ特性は赤丸間の移動となる。

210908x5電源トランスの2次巻線にこのスイッチ回路を入れて半波整流動作させる。全波整流ならば電源トランスは2個で出来る。問題は可飽和リアクトルのスーパーコアを飽和させるのに、一体どれだけの電流がいるのか?巻き数は?vcmで学習の進んだ磁気回路を更に掘り下げよう。可飽和リアクトル整流器は随分大袈裟な電源だが、トロイダルコアは埋めて隠したいほど持っているから、心配ご無用とな。

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