日本では40~50年前に、アメリカでは70年前頃よく使われていた真空管電圧計 VTVMは今日になって、実用性はほとんどなくなった。ただ、10MHz以上の高周波領域では真空管が簡単な回路でも精度良く大パワーで動くので、特定の分野に絞れば真空管が却って勝つかもしれない。

5年前に入手した菊水電子製 VTVM 107Aを精度よく動くように整備してみた。アメリカのマネをした設計だが、合理的なづくりで、70~80年代では日本を代表していたようだ。

整備といっても、皆がよくやっているように、以下のことを行ったに過ぎない。
①コンデンサの取替
②真空管の取替
③バッテリーエリミネータ (Battery Eliminator) の作成

①コンデンサの取替
 オイルコンデンサやペーパーコンデンサが使われているので、経年劣化等を考慮して取り替えたほうがいいだろう。
 0.1uF/1500V は手持ちにないので、フィルムコンデンサ0.05uF/1500V(aitendo販売)を2つ並列して代用。
 2つのペーパーコンデンサ0.05uF/630Vは上記のフィルムコンデンサで取り替える。
 平滑用電解コンデンサ 10uF/150V も手持ちのチューブラ型 22uF/350Vで代用。
 5番目のコンデンサ5000pFは問題がなさそうで、そのまま。
 5つのコンデンサしか107Aに使われていない。これ以上減らすことは無理というレベルの天才設計。

5つのコンデンサの位置

②真空管の取替
 AC測定用の検波に真空管 6AL5 が使われているが、調べた限りとくに問題はないと判断。
 また、増幅用に真空管 12AU7 が用いられている。線形性があまりよくない(とくにゼロに近い低い電圧では)ので、新しい球(中国曙光電子製)と取り替えてみた。線形性が多少改善されたが、約2%の誤差が残っており、パーフェクトではない。メータ自身の整備性の可能性もあり、いつかメータを下ろして調整してみたい。
 なお、ほぼすべてのVTVMに使われる真空管は上記の2本。マネることが正義という時代は長かったか。

左は中国製新品の12AU7。日本Amazonから約1500円で購入
差し替えるだけで交換完了。はんだ付け作業は不要

③バッテリーエリミネータの作成
 抵抗値を測定するため、1.5V単一電池はVTVMに内蔵されている。最大電流は抵抗10Ωレンジでの150mA(=電池電圧 1.5V / 内蔵抵抗 10Ω)。100Ωレンジでは最大電流(ショート時の電流)は15mAと10倍ずつ小さくなっていく。10MΩレンジでの最大電流は 0.15uA でしかない。

単一電池から流れ出す最大電流は約150mA(10Ω OHMSレンジ)
最高レンジ 10MΩ OHMSでは最大電流は0.15uA

ただ、アナログテスタと違って、OHMSモードにすると、電池はつねに消費される。

単一電池が長寿命でも、液漏れが怖いので、当時ではメーカーとして6ヶ月での交換をユーザに勧めている。また、電池をビニール袋でわざわざ包んで出荷していた。苦情の多かったことと推測する。ということで、今日では数個の電子部品で単一電池のように1.5Vを作り出すことは簡単。

以下は今回つくった バッテリーエリミネータ の回路図。真空管のヒーターを温めるのに必要な交流6Vに悪影響を及ぼさないために、10Ωの抵抗を半波整流ダイオードの前に追加した。3端子レギュレータは1.8Vのものを使用した(秋月電子通商販売、JRC社製 NJU7223F18)。電池の公称電圧である1.5Vよりは多少高いが、多少のいい加減でも問題になることはあるまい。ケースは単三-単一変換アダプターを使った。うまくケースに入るように基板を使わず、部品のみではんだ付けした。

回路図。半波整流+1.8V三端子レギュレータによる安定化電源
変換アダプターにうまく入れるように配線
拡大した裏の様子
はんだ付けした回路をケースに入れると電池にそっくり
107Aに搭載したところ
入力は電源トランスAC6V組のGNDでない方につなぐ

ロータリスイッチは大変よく作られており、接触不良は起きていない。抵抗器が値をキープしてくれれば、後数十年でも動くだろう。高精度(1%)の高抵抗値(数MΩ~数百MΩ)抵抗器は入手困難だが。

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