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電池管は真空管ラジオの製造末期の頃、大量に製造されたのですが突然現れたトランジスタに働く場所を奪われ
在庫として倉庫に眠ったままになりました。
これらの在庫品が現在、消費されている訳です。
その後、電池管は製造されていないので在庫が終了すれば入手は出来なくなります。
在庫の減少とともに入手は困難になっています。
私が電池管ラジオに興味を持った２～３年前に入手出来た電池管で現在、入手が困難になった品種は多数あります。
入手出来る電池管も少しずつ値段が上がっています。
今回、中国製の電池管を安く入手したので早速ラジオを作ってみました。
写真は左から１Ａ２、１Ｂ２、１Ｋ２、２Ｐ２で米国球の１Ｒ５、１Ｓ５、１Ｔ４、３Ｓ４に相当します。
以前は中国球と言えば目も向けなかったのですが最近ではこういう球にも目を向けざるを得ません。
値段は安いのですが性能と寿命が比較できないので米国球に比べて得かどうかは判断出来ません。
特徴としてヒーター電圧が１．２Ｖ、ヒーター電流が３０ｍＡと言うことがあります。
２Ｐ２はヒーターが２回路で２．４Ｖ３０ｍＡ（直列）か１．２Ｖ６０ｍＡ（並列）が選択出来ます。
ヒーターの最大電圧が１．４Ｖ（直列で２．８Ｖ）という点が気になります。
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以前、中国球を使った学研のラジオキットが話題になりました。
このラジオの回路は再生検波でしたが電池管の再生検波では実用的なラジオを作るのは困難です。
電池管はゲインが小さいので再生を掛けるには帰還量を多くしなければなりません。
この事が色々なトラブルを招きます。
周波数による感度差、受信範囲が狭くなる等の弊害が有り、選局が面倒です。
バーアンテナの指向性と再生の調整は相性が悪いです。
と言うことで確実に動作するスーパーにしました。
中国球は変換球の値段が他の球と同じですので５極管コンバータを使う意味はありません。
本来なら４球スーパーにするところですが電池の持ちを考えて３球レフレックスとしました。
従って今回１Ｋ２は使っていません。
ヒーター回りに大容量のケミコンが入っていますが、ＤＣ－ＤＣコンバータのノイズが回り込むのを防いでいます。
ＤＣ－ＤＣコンバータは「電池管ラジオＢ電源Ⅱ」で説明した４７．６Ｖ、４．８５ｍＡのロイヤーの回路です。
出力管の負バイアス電圧の一部で電源表示ＬＥＤを点灯しています。
４７０ｕＨのインダクタは２．６Ωの直流抵抗があります。
電池電圧１．５Ｖの時ヒーターには約１．４Ｖの電圧が加わります。
０．３３Ωの抵抗は電源スイッチの接点保護用です。
ダイオード１Ｎ４００５は調整時にＣＶＣＣ電源を接続した時の保護用です。
バーアンテナ
ラジオ少年の１４０ｍｍバーアンテナです。
少し巻き戻し、二次巻き線を除いています。
バリコン
ラジオ年から購入した２９０ｐＦ＋１２０ｐＦの親子バリコンです。
ＯＳＣコイル
市販のトランジスタ用１０ｍｍ角のものを使用しました。
同調巻き線を少し巻き戻しています。
外側のコアを外した状態で巻き始め－巻き終わりのインダクタンスが１６０ｕＨ位にしました。
ＩＦＴ
これも市販の１０ｍｍ角の物で無改造です。
基本通り黄コア、白コア、黒コアの順に使用しましたが、二次巻き線を使っていないので、どのコアを使っても同じです。
低周波チョーク
ラジオ少年のＢＴ－ＣＨ－９です。
出力トランス
ラジオ少年のＢＴ－ＯＵＴ－１Ｓです。
スピーカー
これもラジオ少年で購入したもので「小型スピーカー」という名称で販売されているものです。
ケース
ホームセンターで販売されていたパーツボックスです。
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|---|---|---|
| 製作したラジオ | ラジオ内部 | ラジオ操作面 |
当地のローカル局３局（６３９ＫＨｚ、８８２ＫＨｚ、１４０４ＫＨｚ）を十分な感度と音量で聞くことが出来ます。
周波数による感度差もありません。
音量は小さくなりますがＶＲを最大にすればニッポン放送（１２４２ＫＨｚ）を実用的に聴く事が出来ます。
減電圧特性は良く、ローカル局は０．９Ｖまで実用的な音量で聴くことが出来ます。
ＤＣ－ＤＣコンバータのノイズの影響は全くありません。
中国球ということで心配したのですが性能的には特に問題ありません。
ただ、寿命とか長期間の安定性が米国球に比べて優れているとも思えませんのでスペアー球を２セット用意し、毎日使用して
います。
今までは５６７８を３本使用したレフレックススーパーを毎日使っていました。
このラジオは電池電圧１．５Ｖの時３２０ｍＡ程度でした。（ヒーターとコンバータの合計）
電池は単３電池２本パラですので１本あたり１６０ｍＡです。
新品のアルカリ電池を使い１５時間程度は使えると思います。
上記の３球レフレックスラジオは国産球や米国球を使ったラジオと比較して性能が落ちるということはありませんでした。
ただし、１Ｋ２を使用していません。
今回は１Ｋ２を３本使った再生検波ラジオを製作してみました。
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回路は一般的なものです。
ダイオード１Ｎ４００５と２ＳＣ３４２２回りの部品は調整時に使うＣＶＣＣ電源用の保護回路でラジオの
動作には不要です。
又、このラジオは異常発振に悩まされ、回路図を何回も書き直しました。
低周波チョーク、高周波チョークにパラに入っている抵抗は発振止めとして入れた物です
再生の調整には色々な方法があります。
今回、再生バリコンを使う方法と、スクリーン電圧をＶＲで可変する方法を試してみましたがバリコンを使う方が
切れが良かったので、こちらにしました。
ケースに空けたＶＲの取り付け穴は音量調整用のＶＲを取り付けています。
再生バリコンを絞れば音量は０に出来るので本来、音量調整ＶＲは不要だと思います。
ケース、シャーシーは以前に製作したラジオを分解し追加工したものです。
バーアンテナも流用しましたが、２０ｃｍのフェライトバーに０．１ｍｍ×２０本のリッツ線を巻いたものです
再生巻き線は５極管コンバータ用の二次巻き線を少し巻き戻したものです。
もう少し巻き数が少ない方が良いと思います。
同調バリコンはラジオ少年より購入した２９０ｐＦ＋１２０ｐＦの親子バリコンの親側を使用しました。
再生バリコンは一般的なスーパー用の親子ポリバリコンで、今回は子の方を使っています。
高周波チョークはラジオ少年より購入した４ｍＨの小型の物、低周波チョークはラジオ少年より購入したＢＴ－ＣＨ－９、
出力トランスもラジオ少年のＢＴ－ＯＵＴ－１Ｈを使用しています。
ＤＣ／ＤＣコンバータも流用したもので巻き数等は忘れていますが電池電圧１．５Ｖの時、１０ＫΩ負荷に４６Ｖを発生する
ロイヤーの回路で効率は７０％近くあります。
他の頁に類似の回路があります。
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|---|---|---|
| 製作したラジオ | ラジオ内部 | ラジオ操作面 |
室内でローカル局３局（６３９ＫＨｚ、８８２ＫＨｚ、１４０４ＫＨｚ）が実用的な音量で聞こえ、周波数による感度差も
ありません。
ただ、出力が電圧増幅管ですので大きな音は出ません。
再生の効果は大きく、スーパーと同程度の感度と選択度があります。
夜間は多くの遠距離局が入感します。
電池電圧が下がると音が小さくなりますが再生を強めにすると音量が復活します。
電池電圧０．９Ｖでも実用的に聞こえます。
電源電流は１．５Ｖの時２４０ｍＡ程度ですので電池１本あたり１２０ｍＡとなります。
新品のアルカリ単３電池２本で連続２０時間使うことが出来ます。
製作が完了し、動作を確認している時は良かったのですが、その後「自己発振」するようになりました。
電源投入して暫くすると小さな発振音が聞こえ、徐々に大きくなり、飽和します。
非常に耳障りです。
発振波形を撮り忘れましたが聞いた感じでは２ＫＨｚ程度です。
ローカル局を受信すると発振音は目立たなくなりますが、局間では耳障りです。
再生を絞っても発振音の具合は変化しません。
調整時はＣＶＣＣ電源を使っているのでＤＣ／ＤＣコンバータは無関係です。
対策に丸３日程度、無駄にしました。
内容を纏めると
・電源投入から数秒～数分で発振が始まるが発振しないことがある。
・発振の開始時は小さな音で短時間で音が大きくなる。
・発振は継続するが稀に止まる事がある。
・発振は２ＫＨｚ程度の連続音ですが電源電圧で周波数が若干、変化する。
その後、ネットで発振対策に関して検索したり、回路定数を変えてみたり、対策部品を付けてみたりしましたが決め手が
ありません。
低周波チョーク、高周波チョークとパラに抵抗を入れた事は若干、効果があったので回路図に反映させました。
結局、完璧な結果を得られないままに３日が経過し、この時点で真空管を疑いました。
手始めにＱ１とＱ３を交換したところ明らかに状況が好転しました。
次に以前に製作した１Ｔ４－１Ｔ４－１Ｔ４の３球レフレックススーパーから球を外し、このラジオに装着してみました。
尚、この１Ｔ４は東芝製です。
結果は完璧です。
動作は問題なく発振の気配もありません。
ただし、１Ｔ４はヒーター電流が多く、定格電圧も高いので動作時間は１２～ １５時間程度になると思います。
１Ｋ２の場合、ヒーター電圧はチョークコイルの直流抵抗、フューズの抵抗、１Ωの抵抗で８０ｍＶ低下します。
１Ｔ４の場合は１３０ｍＶ低下するので１Ωの抵抗は０Ωにする方が良いです。
逆に１Ｋ２をレフレックススーパーに装着したら、こちらは発振しました。
ということで１Ｋ２が限りなく黒に近いという結果になりました。
１Ｋ２は１Ｔ４ＳＦのスペアーとして９本程購入し、今回３本使った訳ですが、３本全てが不良なのか残りの６本はどうなのか
気になるところです。
最初に製作したレフレックススーパーで中国球は安くて 結構使えるというイメージを持ったのですが、今回は
残念な結果でした。
１Ｋ２に問題がありそうですが確定したわけではありません。
部品配置、配線、回路、等に不備があり、耐量の小さい１Ｋ２が発振するという事も考えられます。
ここで１Ｔ４に交換して一件落着とすると９本ある１Ｋ２は不良在庫となってしまいます。
その後も色々、回路を試してみました。
現状、まだ時々、発振する場合がありますが、発振音は小さくなり、短時間で自動消滅します。
選局すれば消えるので、ほぼ、実用に耐える程度にはなりました。
初段の負荷はチョークコイルから抵抗負荷に変更しましたが、それほど大きなゲイン低下はありませんでした。
２段目は抵抗負荷にすると大きくゲインが下がるのでチョークコイルのままです。
音量調整ＶＲは取り除きました。
ＶＲを絞る程音量が無く、再生バリコンで音量を絞れる為です。
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２段目のチョークコイルも抵抗に変更してみました。
抵抗負荷の場合、どうしてもゲインが下がります。
抵抗値を最適化しないとゲイン低下が大きくなります。
ゲイン測定用の試験回路を組んで実際に試してみるのが手っ取り早いです。
入力に数十ｍＶの正弦波を加え、出力波形をオシロで観察します。
出力振幅が大きいほど良いのですが、波形が歪んでは駄目です。
実験の最適値を回路に反映させたのが以下の回路です。
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低周波チョークが無くなったことで発振の要素は、また一つ減りました。
負荷を抵抗に変えた事によるゲイン低下は僅かです。
最初は問題無かったのですが、やはり異常発振が発生しました。
常には起こらないことが悪質です。
これ以上、打つ手が無いので３本共、東芝の１Ｔ４に交換しました。
これで発振は全く起こらなくなりました。
中国球に問題有りと言わざるを得ません。
私が最初に製作した真空管ラジオはラジオ少年のキットでした。
この時、真空管にもラジオにも知識経験が無かったのですがキットの出来が良かった為、問題なく完成する事が
出来ました。
そのラジオ少年ですが現在は一般向けのキットやパーツの販売を止めてしまって残念です。
このキットは球別の販売で真空管は別途注文するようになっていました。
真空管はアメリカ球（国産球を含む）と中国球が選べるようになっていました。
アメリカ球は４本１組３０００円、中国球は４本１組２０００円でした。
私はアメリカ球を２組購入しました。
上の写真は製作したラジオです。
適当なケースが見つけられず馬鹿でかいケースに入っています。
電源は１．５Ｖ単電源ですがヒーターに２５０ｍＡ、ＤＣ／ＤＣコンバータに５６５ｍＡ、合計８１５ｍＡ流れます。
ＤＣ／ＤＣコンバータはマイコンＰＷＭ制御で効率は７０％以上あります。
電池は単１電池２本パラで連続２５時間程度使用出来ます。
ただ、単１電池２本というと気軽に使えず、埃を被っていました。
今回、ＡＣ電源に改造し、毎日使うラジオ（３代目）としました。
真空管はアメリカ球から中国球に変更しました。
私は毎日１０時間位、ラジオを聴くので真空管を消耗品と考えた場合、安い中国球にした訳です。
アメリカ球を中国球に変更すると音が小さくなりました。
これが本来の性能差なのか偶々サンプルの個体差によるかは不明です。
周波数の低い方では差は小さいですが高い周波数では差が大きくなります。
音が小さいといっても室内で聴くには十分な音量があります。
ラジオの回路図は私の設計では無いので掲載しません。
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トランスは２４Ｖ５０ｍＡ２回路のものを使います。
１回路をＡ電源に１回路をＢ電源に使います。
Ａ電源はＤＣ／ＤＣコンバータで電圧を１／１０程度、電流を１０倍程度に変換します。
負荷が軽いとき出力電圧が上昇しないように出力側にシャントレギュレータを付加してあります。
現在電圧を最低に絞ってありますが１．２８Ｖ程度です。
出力の短絡、開放に関して保護されます。
Ｂ電圧はＡＣ２４Ｖを両波倍電圧整流しています。
トランスのレギュレーションと負荷電流の関係で出力電圧は６５Ｖ程度になっています。
こちらも負荷の短絡、開放に対して保護されます。
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|---|---|---|
| ＤＣ／ＤＣコンバータ | ＡＣ電源 | ラジオ内部 |
中国球に換えた事で若干、音が小さくなりましたが実用上十分な音量でストレス無く聴くことが出来ます。
音質も良くＤＣ／ＤＣコンバータの影響も皆無です。
１日１０時間聴いたとして電気代は１日１円以下、年間３００円以下です。
現在１Ａ２、１Ｋ２、１Ｂ２、２Ｐ２の構成ですが１Ｒ５、１Ｔ４、１Ｓ５、３Ｓ４に換えてもＯＫで、若干、音量が
上がります。
電気代も上記計算の範囲内です。
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|---|
| 作り直した電源 |
上記のラジオは、ほぼ毎日８時間くらい使用しましたが、半年くらいは何の問題もありませんでした。
ところが突然、時々、音が出なくなったり音が小さくなったりするようになりました。
原因はＡ電源の電圧が小さくなったり戻ったりすることが原因と判りました。
回路設計のミス、部品の劣化等、原因は色々考えられますが、原因を追及するより作り直した方が早いと判断しました。
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前回は２４Ｖ０．０５Ａ ２回路の電源トランスを使用しましたが今回は６．３Ｖ０．５Ａ １回路の電源トランスを
使用します。
６．３Ｖ巻き線にはＣＴがあるので３．１５Ｖの両波整流回路にします。
前回はＡ電源に降圧のＤＣ／ＤＣコンバータを使用しましたが今回はＢ電源に昇圧のＤＣ／ＤＣコンバータを使用します。
図の回路定数で整流後の電圧は３．５Ｖ程度、Ａ電源電圧は１．３８Ｖ程度になります。
実際に使用してみて問題は無く、コンバータのノイズも全く感じません。
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上の回路は試作した高１レフレックスラジオです。
２個所で同調する方式ですが、このタイプは何回も失敗し、成功したことがありません。
今回も蚊の鳴く様な音で実用的とは言えませんでした。
基本的にＧｍの小さい電池管ではゲインが不足するようです。
ヒーター電流の大きな一般的な真空管では、この回路でも実用的な音量になると思います。
さらに、この回路では同調個所が２個所ですので等容量２連バリコンが必要になり、調整が面倒です。
利点として選択度が上がる点とバーアンテナに再生コイルが巻かれていないので不要輻射が少ない点、ボディーエフェクトが
少ない点があります。
バーアンテナ
２０ｃｍのフェライト棒に０．１ｍｍ×２０芯のリッツ線を巻きました。
バリコン
ジャンクの金属バリコンで３５０ｐＦ２連、３０ｐＦ３連のものです。
再生バリコン
親子ポリバリコンの親側。
再生検波コイル
ＦＴ１１４＃６１コアにリッツ線を巻きました。
初段の負荷コイルと次段の同調コイルは１：１でインダクタンスはバーアンテナに合わせました。
再生コイルは適当です。
１ｍＨ高周波チョーク
ＦＴ５０＃６１コアに０．２６ｍｍのウレタン線を巻きました。
１：３トランス
サトー電気で購入。
出力トランス
ラジオ少年で購入。
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ＤＣ／ＤＣコンバータの回路は簡単ですが製作するには手間が掛かります。
発振トランスにはトロイダルコアを使います。
コアに接合部が無いので機械的振動音が低減されます。
コイルを巻くのは大変ですが巻き数を微調整するのが他の鉄心より楽です。
巻き数を減らす為に透磁率の大きな＃７５フェライトコアを使用します。
＃７５コアは導電性があるので透明アクリルラッカーをスプレーし乾かしておきます。
最初に一次巻き線を巻きます。
０．２６ｍｍウレタン線を２４回バイファイラ巻きにします。
巻き終わったら透明アクリルラッカーをスプレーし固めておきます。
これにより機械的振動音が低減されます。
次に０．１２ｍｍウレタン線を４５０回程度巻き二次巻き線とします。
トランスを回路に組み込みダミー負荷を接続して負荷電圧を観測しながら少しずつ二次巻き線を巻き戻します。
今回は実測８１３０Ωの抵抗を接続し入力電圧１．５Ｖの時、負荷電圧４７．３Ｖとしました。
効率は７３％になります。
実際のラジオは少し負荷が軽くなり、効率は６６％程度になります。
負荷解放電圧と負荷短絡電流を確認しておきます。
オシロスコープでコレクタ波形（２ＣＨ）を確認しておきます。
ポケットトランジスタラジオを回路に近づけて空中伝搬ノイズの影響をチェックします。
問題が無ければ厚紙で作ったケースに収納し銅テープでシールドします。
上記のラジオは見事に失敗しました。
やはり電池管ラジオはスーパーに限ります。
通常なら部品を取ってジャンク箱に戻すのですが、苦労して加工したシャーシーはゴミになってしまいます。
回路を変更して何とか実用に耐えるラジオに改造しました。
回路は別のページ「単球レフレックスラジオ」で使用した同調回路が１個所のものです。
ただし、この時使用した球はヒーター電流が大きく、Ｇｍが比較的大きい為何とか使えた訳です。
そのまま１Ｋ２に置き換えた場合、音が小さく、実用的ではありません。
そこでバーアンテナを何度も作り直し、出力管を２Ｐ２に変更して何とか使えるラジオになりました。
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Ｂ電圧に対する過電圧、過電流保護回路がＤＣ／ＤＣコンバータ内部のものと重複していますが、調整時には
ＤＣ／ＤＣコンバータでなくＣＶＣＣ電源を使用するため誤設定に対する保護です。
Ｂ電圧に対するロスが１．５Ｖ程度あるので調整終了後は本体側の保護回路を外しても良いのですが大差ありません。
電池電圧が下がるとロス電圧も下がり電池電圧１．２５Ｖの時のＢ電圧のロスは０．６５Ｖ程度です。
使える限り部品は流用するのですが、回路変更だけでは実用的な音量がありませんでしたので何点か交換しました。
出力管
１Ｔ４から２Ｐ２に変更しました。
多少は効果がありましたが消費電力は増えました。
同調バリコン
単連で良くなったこととＣを減らしてＬを増やしたかったのでＡＭ親子ポリバリコンの親子をパラ接続しました。
２３０ｐＦの単連バリコンになりました。
バーアンテナ
ゲインを稼ぐにはアンテナを強化するしか手が無いので何回もコイルをまき直しました。
フェライトバーは２０ｃｍのものから１４ｃｍのものに交換しました。
短い方が良いという訳ではありませんが手持ちの２０ｃｍのものは透磁率が低く同じインダクタンスを得るのに巻き数が
多くなり、分布容量が増えてしまいました。
リッツ線も０．１ｍｍ２０芯のものから０．１ｍｍ１０芯に変更しました。
共振周波数を合わせ込んだので巻き数は数えていません。
その他の部品は流用しました。
シャーシー内部に７０ｃｍ程度のワイヤーアンテナを張りましたが効果は有りませんでした。
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|---|---|
| 製作したラジオ | ラジオ内部 |
大きな音は出ませんが室内で個人的に聴くには支障がありません。
ローカル局（６３９ＫＨｚ、８８２ＫＨｚ、１４０４ＫＨｚ）が同じレベルで聴けます。
ただ高い周波数ほど再生を深く掛ける必要があり、通常と逆ですが深く考えないことにします。
ヒーターとＤＣ／ＤＣコンバーターの合計電流は電池電圧１．５Ｖの時３００ｍＡです。
電池電圧が低下しても再生量を増やせば、音量低下を補うことが出来ます。
大体、電池電圧１Ｖ位まで使えます。
単３電池２本（パラ接続）で連続１０時間程度は使えると思います。
電池を単１電池１本にすれば連続２０時間以上動作すると思います。
ＤＣ／ＤＣコンバータによるノイズの影響はありません。
このラジオは電池電圧１．０Ｖまではローカル局３局が実用的に聴けるのですが０．９Ｖになると周波数の低い６３９ＫＨｚの
局が聴けなくなります。
８８２ＫＨｚの局と１４０４ＫＨｚの局は０．９Ｖで実用的に聴けますが手直しして６３９ＫＨｚの局も聴ける様に改良
しました。
回路定数を色々、試しましたが高周波チョークを作り直したところローカル局３局が電池電圧０．９Ｖで聴けるように
なりました。
今までの高周波チョークはＦＴ５０＃６１コアに０．２６ｍｍウレタン線を巻いてインダクタンス１ｍＨにしたものです。
インダクタンスが小さいので低い周波数でゲインが不足していた様です。
コアの材質も＃６１材と思い込んでいたのですが実は＃４３材だった事が判明しました。
インダクタンスを大きくすれば低域のゲインは大きくなるのですが逆に高域のゲインは落ちてしまいます。
特に＃４３材は１ＭＨｚ以上で性能が落ちるのでインダクタンスは１ｍＨ以上に出来ませんでした。
材質が＃４３材か＃６１材かは見ただけでは判りません。
コアにウレタン線を１０回巻き、インダクタンスを測定すれば計算でＡＬ値が求められます。
巻き数は、もっと多くても良いですが計測の為に多く巻くのは面倒です。
ＡＬ値は同一品種でも１割くらいバラツキ、計測誤差、計算誤差もあります。
ただし＃４３のＡＬ値は＃６１材の９倍程度あり、中間に別品種はないので間違える事はありません。
今回は確実に＃６１材を選び、０．０７ｍｍ×７芯のリッツ線を巻き２ｍＨのチョークにしました。
これで低域のゲインが増え、高域でもゲインの低下も抑える事が出来ました。
回路定数は色々試しているの現状はＣ３が４７ｐＦ→３３ｐＦ、Ｃ２が１００ｐＦ→４７ｐＦ、Ｌ１が上記の説明の通り
１ｍＨ→２ｍＨとなっています。
ローカル局３局が電池電圧０．９Ｖまで聴けるようになったので連続動作時間は単３電池２本で１５時間程度になると
思います。