百均鍋敷単球ラジオ
グリッド検波:空間電荷四極管

111B  反省点はあるものの、三極管で首尾よく動いたので、元の回路図の通り、空間電荷グリッドへの配線を追加して、UX 111B を起用しました。当然のことですが、抵抗一個とグリッドキャップが増えた以外、外観には変化がありません。グリッドキャップへの配線も、わざと被覆線ではなく真鍮角棒を使いましたが、111B の愛嬌あるルックスと相まって、なかなかいい感じに見えます。

 Ef=1.15V(定格は1.3V)のとき、B電源=22Vに対して、Ep=21V, Esc=13V です。電源から電極端子までの抵抗は、B-P間が約500Ω、B-SC間が3KΩですから、Ip=2mA, Isc=3mA ほど流れていることになります。回路図では、Esc=18V と記されていますから、想定よりも空間電荷グリッドへの電流がかなり大きいようです。なぜそうなるのかは、よくわかりません。

 226等の三極管との違いは、あくまでも感覚的なものですが、多少神経質なラジオになります。同調周波数の全体にわたって、再生バリコンの比較的浅いところで発振します。弱い局をつかまえるのは、こちらの方が容易に思えます。しかし、心なしか音声に安定感や力がないようで、強い局は三極管の方が聴きやすい感じがします。

 抵抗を追加して試してみたところ、フィラメント電圧は、1.0V程度まで下げることができ、これ以下にするとあまり聴取できなくなりました。一方、B電源を Ep=12V まで落としてみました(このとき Esc=8V となります)が、感度は下がるものの、それなりに動作してくれます。ならばと、Ep=8.5V(Esc=5.5V) まで落としました。まだ鳴りますし、豆コンを入れていくと発振もします。これなら9V乾電池でも動作するでしょう。さすが空間電荷四極管だと感心しました。この 111B には、昭和19年12月製造と思われる"19-12"の文字がプリントされています。戦争末期の物資欠乏時代に生まれ、半世紀以上たった今でも芸達者なところを見せてくれる姿は、感涙ものです。

(2002.4.18)

 次に、前から気になっていた 222(実際に使用したのは CX-322)を起用してみました。この3.3V乾電池管の「表の顔」はスクリーングリッド管ですが、1930年代はじめ頃のRCAマニュアル(RC-10)では低周波増幅用に空間電荷四極管としての使用法(B+=22.5V)も明記されています。22 には時期やメーカーによって、逆V字型フィラメントと扁平グリッドの個体もありますが、今回使用した球は、同心円状電極の「由緒正しい」構造のものです。

 結果は、さほど面白くはありませんでした。フィラメント電圧は1.6V程度に下げる方がよく、B+=15V近辺で比較的機嫌よく動作します。まあなるほど、といった程度です。プレート電圧と空間電荷グリッド電圧を独立微調整するともっと気の利いた結果が得られるのかも知れませんが、今回はとりあえずここまでにしておきます。


FP-54  第三弾として、測定用途の特殊管、FP-54を使ってみました。微小電流測定器や低電圧の直流増幅器に使われた、デリケートな球です。電極の位置関係を保持しつつ絶縁性を高めるためにガラス部品が多用されていて複雑に見えますが、本質的には平型電極の四極管です。111B や 222 とは異なり、頂上電極がコントロールグリッドに接続されています。これも入力側の絶縁性を確保するためのようです。

 回路は、本質的には 111B のものと同じですが、空間電荷グリッドへの抵抗ははずしています。抵抗値を変えて試行錯誤してみたところ、数KΩ程度では何の変化もなく、高抵抗では感度が落ちるので、いっそのことゼロにしてしまえ、というわけです。また、B+と接地線の間に大容量を入れました。最初はなかったのですが、ハムを拾ってうまく聴取できなかったため追加しました。どうせ大した電流は流れないだろうと高をくくって、B+は汎用電源のC+用端子(こちらの方が調整しやすい)で代用しました。再生用のコンデンサには、二連ポリバリコンを並列接続して広い範囲で調節できるようにしました。

 下記の回路でフィラメント電圧を定格の2.5Vとしました。定格以下の電圧で定格より感度のよいポイントは得られませんでした。もう少し高くすると更に元気になりそうな雰囲気でしたが、球の寿命を縮めるので自重しました。B+=3.6Vのとき最も良好に動作しました。強力なNHK第二は十分な音量です。他の局は音量的にはやや物足りない場合もありますが、高い方の周波数で再生を強めるとちゃんと発振もします。

回路図1

 ここまででも十分に「威力」がわかるのですが、更に、NHK第二に同調した状態で、たまたまB+線を電源からはずして接地線に接触させたところ、音声が聞えてきます。これには一瞬驚きました。何か、もののはずみで二極管検波(最近ゲルマラジオのダイオードのかわりに、TV用高圧整流管を使うというアイデアが愛好家の間で話題になっていました)になったのかと思いましたが、そうではなさそうです。フィラメント電源の両端の電位差により、A+とつながっている接地線はフィラメント全体に対して相対的に+となりますが、どうやらそのわずかな電圧で動作しているようです。回路図にすると次のようになります。

回路図2

 この状態で、プレートと空間電荷グリッドには、あわせて0.25mA程度流れています(テスターの精度が高くないのでこの数字にはあまり信憑性はありませんが)。内訳は2:3位で後者の方が多いようです。ちなみに、マツダの UX-54 の規格(1933年1月マツダ新報)によると、プレートと空間電荷グリッドに各々6Vと4Vを与え、コントロールグリッドに-4Vのバイアスをかけた状態で、プレート電流=0.04mAとなり、この条件でプレート抵抗=40KΩ, 増幅率=1, 相互コンダクタンス=25×10-6です。

 さすがに他局はほとんど拾えませんが、NHK第二はそこそこ聴けますし、更に容量を追加して再生を強化してやると、十分な音量になります。ミニマム電源で動く再生検波真空管ラジオ、と称してよいかも知れません(二極管検波まで含めると 1X2B 単球ラジオに僅差で及びませんが)。もっとも、こんな程度なら鉱石ラジオ・ゲルマラジオでもよいではないか、という声も聞えてきそうではありますが。

(2002.11.15)

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