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始まり

２週間前に、ＴＥＬが鳴った。“千葉市に住んでいるものですが、ＡＵ－７０７を修理したい！“という内容でした。
以前、ＡＵ－Ｄ７０７を修理して、うまくそのサウンドは生き返りました。
それから、ずっと、動作しているようです。
今回は、同じデザインですが、１９７８年に製造年が遡ります。うまく、直るかどうか？特に、修理部品の入手に心配がありました。
お客様には、大分、年月が経っているので、保存状態が悪いと治らない場合もありますと、説明すると、部屋の中に置いていたので、保存状態は悪くないということでした。

持ち込み

２日後、修理依頼された方が車で、ＡＵ－７０７を運んできた。“若いころ（２０才代）、やっと貯めて買ったオーディオは、アカイのデッキとＡＵ－７０７でした！”と言うお話で、廃棄するには忍びなく、最近、世間がアナログレコードを取り上げる様になってきて、急に、アナログレコードを聴きたくなったそうです。“症状は？”と聞くと、“電源が入らない！”ということでした。
持ち込まれたＡＵ－７０７は予想よりきれいな状態で、ボンネットを開けると、ほこりが少ない良好な状態でした。

修理

１次電源関係の故障

１次側の１００Ｖ電源回路をチェックすると、導通がありません。電源ヒューズをとチェックすると、導通があります。まさかと思って、電源スイッチをＯＮしても、導通がありません。電源スイッチの不具合です。交換が必要ですが、ＡＵ－７０７はレバースイッチで、現在、まったくと言ってよいくらい存在しません。まして、ＡＵ－７０７用は、他のＡＵ－７０７から部品取りして、交換する以外ありません。在庫、部品箱をひっくり返して、探すと、やっと１個、見つかりました。
“しめた！”これで、電源が復旧すると、アンプのフロントパネルを外して、交換しました。電源スイッチのＯＮ／ＯＦＦで、ラッシュ電流が流れるのを軽減するために、修理する間はスライダックで電源電圧を上げてショックがでないように心がけました。また、電源ＯＮ／ＯＦＦのスパーク軽減に０．０１μＦのコンデンサを外して、新たに０．１μ＋１２０Ωのスナバ回路を付けました。このほうが、効果があるのです。

プリアンプ回路の修理

次に、電源をＯＮして、プロテクション用リレーがＯＮするかどうかをチェックすると、これはＯＮします。さらに、スピーカー端子、ＲＣＡ端子にケーブルをつないで、発振器入力を加え、アンプ出力を診てみます。
リレーがＯＮして、片側Ｒｃｈの出力が出てきました。Ｌｃｈは出ません。
どこから出力は途絶えているのかの探索です。
アンプを開けて、シールドカバーを外します。入力から、オーディオ信号の流れを追っていきます。まず、入力セレクターの接触をチェックします。これは、ＯＫでしたが、念のため、切替操作を繰り返し、そして、接点復活剤を振りかけてさらに、動かして、接点をクリーニングします。
ようやく、信号がＬ／Ｒ揃って出てきました。これで良いわけではなく、出てきた信号のひずみ測定することが必要です。接触ひずみがあると、ひずみ率は０．５～０．８％も２次高調波を中心として悪化します。この部分はＯＫになりました。
次に、トーン／ラインアンプ部分のチェックです。マスターボリュームの入出力は、ＯＫでしたが、マスターボリュームのクリーニングをおこなっておきました。
さらに追っていくと、ラインＬ側の出力レベルが不安定です。トランジスタの水分侵入による劣化が予測されるので、交換。さらに出力コンデンサも交換。プリント基板全体のパターン面を再ハンダ。今度は、ラインアンプとパワーアンプ間の接続部です。当時のプリメインアンプはプリアンプ部とパワーアンプ部とは分離されるのが常識でした。
この接続スイッチの接触が不具合、信号がパワーアンプ部に伝わりません。そこで、切替スイッチを経由せず、ダイレクトに信号が伝わるように接続を変更。これで、入力からパワーアンプ部の入力部まで、良好な動作となりました。

パワーアンプ回路／プロテクションリレー部の修理

最初からプロテクション回路は良好で、リレーはＯＮします。さらに、ＤＣオフセットは正常に変化して、調整可能です。けれども、経年劣化を考慮して、半固定ボリュームを交換、次に、アイドリング電流調整も正常ですが、これも、半固定ボリュームを交換。ありがたいことに、このサイズの半固定ボリュームはまだ、入手できるのが幸いです。近い将来、このサイズのものは無くなるでしょう。
これでうまく動作するかを考え、スピーカー端子からの信号をチェックしてみます。信号レベルがＬ／Ｒに２ｄＢ程度のばらつきがありました。
これはパワーアンプ部の不具合か、それともリレー以降の不具合だろうか？
また、ひずみ率を測定すると、０．８％もあります。
試みに、音楽を通して、聴いてみると、ややひずみが多い音です。これはリレーが原因と推測し、リレー交換することにしましたが、この大きなサイズで、プリント基板タイプのリレーは入手不可能です。そこで、現在使われるサイズで、接点性能に定評ある数少ない日本製に交換することにしました。ＡＵ－６０７／７０７の構造で問題点はここで、サービス性が良くないのです。
プロテクション部のプリント基板をやっと外し、リレー交換。
そこで、改めて、ひずみ率を測定すると、０．０１５％と、ほぼ発振器レベルにさがりました。これで修理は完了かと考え、エージング試験に取り掛かりました。けっこう、良い音です。ところが１時間後、ＲＣＨから、“バツッ”という瞬間的なノイズ！これではだめ！
少し、気持ちが下がって、パワーアンプ部のユニットをＬ／Ｒともに外し、不具合部を探すことは、ＮＦＢが掛かっているので、特定はできません。そこで、電圧増幅用トランジスタをすべて交換、ノイズを出しやすいとされるツエナーダイオードも交換。位相補償用セラミックコンデンサーもすべて交換。
さらに、プリント基板の部品穴部分をハンダ吸い取り器でハンダを取り除き、再ハンダ付け、ここまでやれば、まずは治るはずと、気持ちを持ち直して、組み立て、音を出すと良好、エージングテストも３時間経過でＯＫ。

フォノイコライザーのチェックと修理

お客様はアナログレコードをこれから、また聴きたいということでした。フォノイコライザーは幸い、チェックしてみると問題ありません。けれども、念のため、出力コンデンサとトランジスタを交換、フォノ切替スイッチをクリーニング。これで、良い音でアナログレコードが鳴るはずです。
アナログレコードプレーヤーを接続、カートリッジをエンパイア４０００ＤIIIにして、聴き始めます。アナログレコードはＣＤのようなぎすぎすしたところがありません。やはり、ＣＤは小音量時、ビット数が減少するので、サウンドが荒くなるのでしょう。いろいろ聴いて、サンサーンスの“交響曲ＮＯ．３”
ＴＥＲＡＣレコードで聴きます。パイプオルガンの地響きするサウンドはもの凄く、さすが、ＴＥＲＡＣの録音を素晴らしいと再認識しました。
最後に、底板、ボンネット等を取り付けて、フロントパネルをきれいに拭いて、また、エージングを６時間おこない、修理終了となりました。

修理完了

これで、製造後、３８年のアンプが生き返りました。私自身、開発設計に取り組んだ関わり合いのある最初のアンプ。大友デザイナーのエレガントなデザインを眺めて、感慨に浸りました。

電磁波ノイズ対策とバランス伝送・バランス増幅

パワーアンプにおいては、バランス増幅でスピーカーを＋，－の両側から（ちなみにスピーカーユニットはフローティング機器で極性がないし、グランド電位もない）ドライブすることは、スピーカーユニットからの逆起電力のコントロールに有益だし、プッシュプルドライブであるから、ユニットへの電力供給能力は高い。その結果、パワフルサウンドが生まれるのだと私は思っています。

それではプリアンプの場合はどうなのでしょうか？プリアンプの負荷はパワーアンプの入力インピーダンスですから、通常、１０ｋΩ以上と高く、電流供給能力は必要ありません。むしろ、ノイズを混入させたり、ひずみを増加させたりしないことが重要です。

近年、スイッチング，インバーター電源や携帯電話の普及で、かなりの電磁波ノイズが、電源から、オーディオ入力へと入り込みます。ところが、電磁波対策を施すと本来のオーディオアンプとしての音質が劣化しやすいことは、電波規格の厳しいＣＥ規格試験対策を施すと体験できます。そのあたりを考慮したりして、いろいろなノイズ抑制アクセサリーが販売されていますが、その効果のほどはいろいろです。

オーディオ信号の伝送には、オーディオでは２～３ｍくらいの距離なら、ＲＣＡケーブルで充分と言われているようですが、近年、バランス伝送が少しずつ普及してきました。
その狙いは１００年くらい前に遡ります。

遠距離の電話線伝送（特にアメリカ大陸間電話回線）で、ノイズ混入に悩まされた打開策として、ホット，コールド間のバランス信号にグランドラインを含めた３線式（バランス）伝送で、解決してきました。
また、数百メートルに及ぶコンサート会場（ＰＡ／ＳＲ）機器間の信号伝送は、バランス伝送が必須です。バランス伝送により、スイッチングノイズや照明機器からのデジタルノイズに悩まされることがないのです。このノイズ排除能力の基本理論は、対グランドラインから伝送ラインの飛び込むノイズ（コモンモード・ノイズ：例えば電磁波ノイズを含む）がバランス伝送では相互に位相が逆になっているので、ノイズを打ち消してくれるのです。少なくとも、バランス受け入力のあるプリアンプはこのポイントでノイズの点で有利です。

次に、アンプに入力されたオーディオ信号も電源からのノイズ（電磁波ノイズを含む）が増幅回路に混入してきます。その影響はとても数値化できるほどの大きさではありませんが、定性的に混入すると言えます。私はプリアンプといえども、バランス増幅して、コモンモード・ノイズを打ち消して、ノイズが発生しないバランス増幅が良かろうと、最近になって思うようになりました。大好評をいただいているバランス型トランス式パッシブプリアンプ“ＭＡＳＴＥＲＳ　ＣＡ－９９９シリーズ”は、単巻トランスによる電圧増幅になりますが、バランス伝送・増幅しているので、この方式も優れた方式と言えましょう。

サンスイのＸバランス回路とプリアンプ回路

かつて、サンスイ在籍時、Ｘバランス増幅パワーアンプ“Ｂ－２３０１”／“Ｂ－２２０１”の製品化を終えて、次はプリアンプの製品化の段階になりました。モデル名は“Ｃ－２３０１”と決まりました。肝心のプリアンプ回路については、“Ｂ－２３０１”／“Ｂ－２２０１”がバランスダイレクト入力・増幅の機能を備え、Ｘバランス回路の能力を１００％引き出すことを目指しました。

そうなると、プリアンプ回路もバランス増幅であるべきであるものの、当時は、Ｘバランス回路はパワーアンプに搭載するという観念が強く、プリアンプ部ラインアンプ回路構成は、ダイアモンド作動回路でホット側を構成し、その出力をダイアモンド作動回路で反転回路として、バランス増幅をおこなうかたちとして、やむなく製品化しました。
その後、“Ｃ－２３０１”の次期プリアンプ回路は、確か、バランス増幅をやめて、アンプ出力をトランス結合させて、バランス出力を構成しました。

それから、３０年近くの年月が流れましたが、つい最近まで、私はプリアンプのバランス増幅はブリッジ回路により、２台のラインアンプでバランス出力を構成し、ＲＣＡ入力の場合はバランス変換回路で増備せざるを得ませんでした。そうなると、バランス型トランス式パッシブプリアンプ“ＭＡＳＴＥＲＳ　ＣＡ－９９９ＦＢＧシリーズ”のように、トランス・ダイレクトバランス変換回路がベストと思いました。

プリアンプ用Ｚバランス増幅回路（ＰＺＢ）

つい最近、Ｚバランス回路の負荷抵抗を高くして、測定したところ、驚くほど低ひずみが得られました。また、出力インピーダンスは０．２２Ω以下と、パワーアンプ並みの低インピーダンスです。回路常数の検討と電源構成の検討から、プリアンプ用Ｚバランス回路が完成し、製品化にこぎつけるパフォーマンスになりました。
特筆すべきは、プリアンプ用Ｚバランス回路はＲＣＡ入力、バランス入力ともに、差動入力として動作し、完全バランス増幅・出力とすることができたことです。
前述したように、アンプとして完全バランス増幅するので、コモンモード・ノイズ（電磁波ノイズ等）成分はこのバランス増幅により打ち消しあい、オーディオ信号に電磁波ノイズが混入することは全くありません。
さらに、副次的な特長として、ヘッドフォンのバランスドライブも極めて動作マージンを以て、動作できます。価格の高価なパーマロイ、ファインメット材を使うことがないので、販売価格を引き下げることができ、気軽にバランス増幅サウンドを楽しめます。
どうか、プリアンプ用Ｚバランス増幅回路（ＰＺＢ）搭載フルバランスプリアンプ“ＭＡＳＴＥＲＳ　ＣＡ－８８８ＰＺＢシリーズ”にもご注目ください。

Ｚバランスプリアンプ，ヘッドフォンバランスドライブ回路　ブロックダイアグラム

経緯

２０１５年末、あるオーディオファンの方から、“ファインメットコアで作ったトランスを搭載したパッシブプリアンプを製品化できないか？”という問い合わせをいただきました。

ＭＡＳＴＥＲＳのパッシブプリアンプ、ＣＡ－７７７シリーズ（「トランス式パッシブプリアンプ“ＭＡＳＴＥＲＳ　ＣＡ－７７７Ｎ／ＡＣ”」，「トランス式パッシブプリアンプ“ＭＡＳＴＥＲＳ　ＣＡ－７７７ＮＳ”」など）、ＣＡ－９９９シリーズ（「バランス型トランス式パッシブプリアンプ“ＭＡＳＴＥＲＳ　ＣＡ－９９９ＦＢＮ／ＡＣ”」，「バランス型トランス式パッシブプリアンプ“ＭＡＳＴＥＲＳ　ＣＡ－９９９ＦＢＣ／Ｏ”」など）は評判が良く、サウンド的にも、電気的特性にも優れ、特に新素材コアを採用しようという考えはありませんでした。

熱心に“ファインメットを検討してできないか？”といわれるメールに、私も心が動き、何とかファインメットコアを入手できないものかと探してみました。

製造元である日立金属に当たってみても、ある程度の量でないと購入は難しそうでした。
そこで、トランスコア加工会社を見つけて、その会社でファインメットを入手してもらい、マスターズ向けのコアを入手できないものかと、人脈や、検索をして、探してみました。
ようやく、トランスのタムラと４０年前取引していたカットコア加工会社とコンタクトとることができました。

ファインメットコアの入手・試作

さっそく、そのカットコア加工会社にＴＥＬすると、社長さんがＴＥＬに出てくれました。お話すると、“それなら、少量でも良いから、試作しましょう！”と言ってくれました。
お話を伺うと、コア形状はカットコアになるとのこと。カットコアは磁路がほぼクローズドループになるので、インダクタンスを大きくとれるのでＯＫと答えました。
けれども、カットコア形状にすることは、ファインメット素材シートをカットコア形状に捲いて、そのあと２分割にカットして、カット面を研磨する手間もかかり、部品コストはかなりアップすると予測されました。
パーマロイコアは非常に高価です。それ以上にファインメットによるカットコア価格は高価な見積りになりました。
そのような状況でも、私は試作することを決意して、少量で申し訳なかったのですが、ＣＡ－７７７シリーズに採用しているトランスコイルに適合する（コア断面積）コアサイズを指定して、ＣＡ－７７７シリーズ２台分のコアを４個注文しました。

年が明けて、２０１６年２月初旬にファインメットコアが入荷しました。
すぐ、試作しようと焦りましたが、受注残のマスターズアンプの製作にパワーを取られて、試作機を組立て・完成したのが３月末になってしまいました。
なるべく、シンプルにしたかったので、１入力・１出力タイプとしました。
「【写真１】ファインメットコアで作ったトランスを搭載したパッシブプリアンプ試作機」を参照してください。

そのパフォーマンスの評価

電気的特性の、特にコア材の性能が発揮される高調波ひずみ特性を測定しました。

「【図１】ＭＡＳＴＥＲＳ　ＣＡ－７７７Ｎタイプ　高調波ひずみ率　：　コア材による比較グラフ」に示すように、ファインメットもスーパーパーマロイも、極めて低ひずみで、非常に優秀です。但し、低域に関しては、ごくわずかに、スーパーパーマロイのＣＡ－７７７Ｎのほうが低ひずみです。どちらも、非常に優れています。

ちなみにオリエントコアと比較してみると、中域から低域にかけて、上記２つのコアに比べてひずみが観測できるのは、オリエントコアは高磁束密度の動作領域では優れているものの、透磁率では、ファインメットやパーマロイに及ばないので、そのような結果になると思われます。

磁性体については、透磁率という言葉がよく出てきます。これは磁界において、磁化特性の鋭敏さを表すと言われますが、オーディオ機器においては、どのような特性に反映するかはあまり解説されていないようです。
透磁率が高いことは、それだけリニアな特性を示すと言っても良いでしょう。その成果は、低ひずみ特性を示すと結論づけても良いでしょう。

ファインメットコアは、低ひずみであり、透磁率が極めて高いですが、パーマロイより高い磁束密度動作領域でその優秀が発揮されるようです。
「【図２】トランスコア材による磁化特性の違い：　概略比較データ」を参照してください。

スーパーパーマロイは飽和磁束密度がファインメットに及ばないものの、その透磁率は低磁束密度領域では透磁率がファインメットより高く、ひずみ特性はもっとも優れた性能を示していると思われます。

結論として、ファインメットはある程度、透磁率が高く、飽和磁束密度も高い、バランスのとれた磁性体と言えます。オールラウンドで優れた性能を発揮する新素材と言えます。
一方、スーパーパーマロイは高い透磁率特性を生かす用途では最も優れた磁性体と言えます。

ヒアリング結果

ファインメットコア試作機

どちらかと言えば、その音調は暖色系、そして繊細であり、分解能に優れ、かつ、迫力があります。エネルギーバランスはフラット感であり、そして低域再現も見事です。広がり感、奥行感も充分です。
オケ，合唱，オペラ，ビッグバンド再生にも充分なパフォーマンスを示しました。もちろん、その静寂感は素晴らしいです。

スーパーパーマロイコア：ＣＡ－７７７Ｎ

ファインメットコアと比較すれば、音調はわずかに寒色系、繊細でありその分解能は見事につきます。低域感は、よく聴いてみると充分に再生していると認識できます。広がり感、奥行感の再現が素晴らしいです。
そして、静寂感の再生はトップと思います。どのような高Ｓ／Ｎ比のアンプでも、このローノイズ感は実現できないでしょう。
ジャズトリオ，ボーカル，室内楽，ギターソロなどの音源には最適でしょう。

オリエント試作機

その音調は、パワフルで、音楽をガンガン聴きたい方には最適です。もちろん、通常のプリアンプよりローノイズで、混濁感のないことはパッシブプリアンプのもっともすぐれた性能です。

結論

通常のプリアンプはノイズ発生に加え、電磁波ひずみの混入問題があり、良いアンプ設計、製作に考慮が必須な事項です。

今回の検討により、ファインメットコア搭載のマスターズのトランス式パッシブプリアンプの製品化を計画致します。ご期待ください。

参考情報

トランス巻線の基本式を載せておきます。
トランスの巻数を決める数式は以下のようになります。
Ｎ＝Ｅ÷（４．４４×Ａ×Ｂ×ｆ）
但し、Ｎ：巻数，Ｅ：印加電圧，Ａ：コア断面積，Ｂ：最大飽和磁束密度（設計設定値），ｆ：周波数

上記の式から、コアを大きくするか、飽和磁束密度が大きくとれるか、使用する最低周波数を高くできるかすれば、巻数は少なくてすみます。
身近なところでは、６０Ｈｚ地域では、電源トランスの巻数は５０Ｈｚ地域に比べて、巻数は少なくてすみます。ですから、世界の大多数の国では、商用電源電圧は６０Ｈｚが標準になっています。

【写真１】ファインメットコアで作ったトランスを搭載したパッシブプリアンプ試作機

【図１】ＭＡＳＴＥＲＳ　ＣＡ－７７７Ｎタイプ　高調波ひずみ率　：　コア材による比較グラフ

【図２】トランスコア材による磁化特性の違い：　概略比較データ