日本のラジオの歴史とスーパー受信機の解説と設計

移転

日本でラジオ放送を正式に開始した１９２５年には家庭での受信は鉱石ラジオが大半でした。
真空管式もありましたが、真空管は高価であり、鉛バッテリーや乾電池を使う必要があったので、日常の維持も大変な手間と費用がかかりました。
無線と実験創刊号（１９２４年）の表紙には真空管を使って受信する様子が描かれています。
日本でもお金持ちは真空管式のラジオを購入して使っていました。
当時で家一軒買えるような高額なスーパーも輸入されたようです。





昭和９年（１９３４年）頃になると真空管式が９９％になったという統計があります。
真空管式が爆発的に増加したのは昭和５年（１９３０）ころから電灯線から電源が取れるラジオが作られたからです。
これらのラジオは輸入品を除いて、殆どが検波　低周波増幅等のストレート受信機でした。
日本での放送開始時のアメリカではストレート受信機以外に　スーパー受信機まで作られていました。
写真は１９２６年発売のRCA製　ラジオラ２６　スーパー受信機

写真撮影要

当時の日本では日本放送協会の放送が一波あるだけで、その後開始された第２放送を入れても２つだけですから、
混信の心配もなく　ストレート受信機で充分実用になりました。
２２７　２２６　１１２Ａ　１１２Ｂの4球受信機で、アンテナから取り入れた電波を同調回路で選択して取り出し、
検波した後、低周波増幅を２段してスピーカーを働かせる仕組みです。
当時の真空管の性能は低かったので、真空管と真空管の間にトランスを使い、ここでも３倍とか５倍に増幅していました。
実はこれでも増幅度が足りず、再生検波を採用していました。
再生をかけると調整は面倒ですが、真空管１本増やしたと同じ効果があります。
放送局を選局すること、ピーと言わせないで、最高感度になるように再生を調整することで、ラジオを聴くことは意外と技術が必要でした。
これが後に並四と俗称で呼ばれる3極管3本と整流管で構成れた4球受信機です。

昭和10年代に作られた高周波増幅付スーパーヘテロダイン受信機。

昭和22年1月に作られたNECの全波受信機。
日本で短波放送の受信が出来るようになったのは終戦後。
戦時中は聴取禁止であった。
無線と実験　昭和21年1月号ではオールウエーブ特集号を発行しているほど。

山間僻地など電波の弱いところでは。
電波の弱いところでは高周波増幅１段　再生検波　低周波増幅のいわゆる４ペン（４球ペントード　高１受信機）が使われました。
少数ですが、スーパーや高周波増幅２段増幅付の高２も販売されていました。
このように日本でも戦前　スーパー受信機が作られていましたが、盛んに作られるようになったのは昭和２３年（１９４８）年以降です。
この当時はストレート受信機と併行的に製造されましたが、２年くらい経過すると、メーカー製受信機は殆どがスーパーになりました。
当時のＧＨＱの再生検波ラジオの製造禁止や昭和２５年６月に施行された電波法の改定です。
民間放送が開局することが決まり、「従来の受信機では混信して使えない」との噂が飛び交いました。
戦前の並四や高１をスーパーに改造するのが大流行したのもこの頃です。
昭和２５年８月には無線と実験の増刊号として「これからのラジオ」が発売されベストセラーになりました。
これからのラジオはどうあるべきか、従来のラジオはどう改造したらよいか、この本で勉強した方は多いと思います。

街中のラジオ屋さんもこのような記事を参考に古いラジオのスーパー改造を盛んにやりました。
骨董屋さんで戦前の古い豪華ラジオを購入しようと裏側を見るとＩＦＴが組み込まれていたという例は多くはこの時代の産物です。
戦後の一時期　整流管も含め４球スーパーがメーカーで作られたことはあります。
性能的には満足できず、標準的な５球スーパーになりました。
５球あれば周波数変換　中間周波増幅　検波　低周波増幅　整流が無理なく実現でき、日本では余程の僻地で無い限り実用になりました。
ただ山間地で電波が弱い地域、あるいは遠隔地の放送を受信したい聴取者向けに高周波増幅付の６球スーパーも売り出されました。
このほか議論のあるところですが、５球スーパーにマジック・アイをつけて６球スーパーと称して販売もされました。
マジック・アイつきは６球でも、感度がよくなるわけではありませんが、綺麗なので商品価値を高め、よく売れたようです。
なお感度を良くするには５球スーパーに高周波増幅を付加するか、中間周波増幅を２段にするか　２つの方法があります。
見かけの感度は中間周波増幅を２段の方が良いのですが、実際は雑音も増幅されて実用的ではありません。
高周波増幅をつける方が効果的です。
メーカー製の受信機で高周波増幅付スパーは沢山存在しますが、高周波増幅無しで中間周波２段のスーパーは見かけません。
あるとすれば増幅度より、通過帯域を広げＨi　Ｆｉを狙った物でしょう。
理由はコラムに書いたようにコンバーター管の発生する雑音の多さにあります、この雑音レベル以下の信号は当然増幅しても無意味です。
コンバーター管以前で、この雑音レベル以上に信号を増幅する必要があるわけで、ここにRF増幅の効果があります。

良いラジオ受信機は感度　選択度　安定度が優れている必要があります、まとめて３Sが大事と言われています。
増幅を繰り返すと、一見　どこまでも高感度になりそうですが、同じ周波数を安定的に増幅するには限度があります。
このため　検波＋低周波増幅の並四で感度不足の場合、高周波増幅をつけて、この部分で利得を稼ぎ、
より弱い電波でも受信できるようにします。
これが４ペンとか高１と呼ばれる受信機です。
並四にしても高１にしても増幅度を補うために再生検波を採用しています。
再生検波は真空管１本分の増幅度があるといわれていますが、調整が難しく、すぐ発振するので安定性に欠けます。
再生検波のもう一つの特徴は裾野は広いがピークだけ急峻な選択度です。
放送電波はAM変調で音声につれて変化する側波帯を持っています。
あまりに選択度が急峻だと肝心の音声の高音部分が削られてしまいます。
しかし　少し離れると選択度は悪いので、隣の放送が強いと受信できてしまいます。
高１の場合２連バリコンを使い、同調回路が２つあるので、並四に比べれば混信は程度が軽くなります。

NHKの放送しか無かった時代は並四や高１で良かったのですが、１０KHｚ（現在では９KHｚ）毎に放送局が出来ると、近接周波数の選択度も良くないとラジオとして実用にならなくなりました。
５球スーパーは一旦受信した信号を中間周波数（普通は４５５KHｚ）に変換し、十分増幅した後、検波　低周波増幅します。
中間周波増幅は一定の周波数なので増幅しやすく、複同調の中間周波トランスも使えるので、より理想に近い増幅が出来ます。


スーパーの場合高周波（ＩＦも含め）部分での利得が充分ありますので、２極管検波が採用され、音質のよい　安定な受信が出来ます。
自動利得制御回路（AVC）も簡単に組み込めるので、選局に伴う音量の変化も抑えることが可能で、誰でもラジオの操作が出来るようになりました。
現在のラジオを使い慣れた方からみれば当たり前のことですが、これは当時として画期的なことです。

日本で作られた受信機と電界強度

当時の日本放送協会では地域ごとの電界強度地図を公表していて、その地域で推奨する受信機の目安を発表していました。
ただ高さ８ｍ　水平部１２ｍの標準アンテナを使用した時に、ここで示すラジオが実用的に使えるということです。
したがって現在のように１〜２ｍ程度のリード線をアンテナ代用にした場合はラジオへの入力電圧が１／１０くらいになってしまいます。

周波数変換＋中間周波増幅＋検波＋低周波増幅の標準的５球スーパーでは１００〜１２０ｄｂの利得が期待できます。
１００μV程度の入力があれば、充分な音量で放送を楽しむことが出来ます。
日本では５球スーパーの性能があれば、殆どの場所で安定した受信が楽しめます。
本書では標準的な５球スーパーを主に解説します。

なお電波の弱い山間僻地や遠距離受信を楽しむためには高周波増幅付の６球スーパーが使われました。
高周波増幅付のスーパーは骨董市などで見かける割合から推定してスーパー製造台数の数％程度と思われます。
高周波増幅付にすると感度が１０倍以上良くなるだけではなくて、イメージ混信も少なくなります。
中波ではあまり気になりませんが、オールバンド受信機ではイメージに悩ませれるのと、電波が微弱なので高周波増幅つきは非常に効果的です。
ただ注意することは製作が難しいということで、３連バリコンを使いますので、製作や調整を真面目にやらないと、高周波増幅どころではなく高周波減衰器になってしまいます。

スーパーヘテロダイン受信機のやさしい設計法

現在市場で入手できる部品や手持ちの部品を活用して、スーパー受信機を作ってみようという方のためのやさしい設計法です。
新品の部品だけでスーパーを作ることは、部品の骨董的価格を考えれば無理があります。
現在のラジオつくりは代用になる部品の利用や、古いラジオから抜き出した部品を活用する知識が必要です。
難しい理論は専門書を読んで頂くとして、常識的な費用で、自分独自のスーパーラジオを作るノウハウに重点をおいて設計法を説明します。
なお電池で動作するスーパーについては詳細は省き、配線図を掲載する程度とします。
標準的な５球スーパー以外に使われる高周波増幅、中間周波増幅２段、補助的な回路は簡略に記述します。

５球スーパーでは２極管検波を使用しますので、歪み無く検波するためには１Ｖ以上の高周波信号（IF:４５５KHｚなど）が必要です。
したがってアンテナ端子に入力した微弱な信号をＩＦＴ（B　検波段）の２次側のコイルまでに１V以上に増幅する必要があります。
スーパーを構成する回路のおおよその利得の目安は表００のとおりです。
使われる真空管や回路　部品　B電圧などによりこの値は左右されますが、目安として使ってください。
中波放送を聴くためには５球スーパー程度あれば充分ということが理解できると思います。

検波した音声信号は低周波増幅され、最後は電力増幅管でスピーカーを駆動します。
電波の強さがマジックアイが閉じる程度あれば、２極管検波の音声出力は数Vあります。
６ZーP1の場合、負荷インピーダンスは１２KΩですから出力０．５Wとして、トランスに加わる電圧は約７７V（波高値だと１００V以上）まで増幅すればよいわけです。
低周波増幅＋電力増幅で５０ｄｂ（約３００倍）ありますから充分です。
逆にＶＲで相当絞らないと、煩いくらいな音量になります。
標準的な5球スーパーを考える場合、検波までに１V以上に増幅する、低周波段で、希望の出力まで増幅すると分割して考えると便利です。
ここではノイズを無視していますが、外来雑音の他に、真空管などからでる内部雑音があります。
雑音より希望の信号の方が強くないといくら増幅しても無意味です。
信号と雑音の割合をSN比といいますが、最低でも１０ｄｂ　普通は３０ｄｂは欲しいとことです。
この章では5球スーパーを重点に記述していますが、実は初段の周波数変換管は高周波増幅管に比べ自分で発生するノイズが数倍多いのです。
このため微弱な電波を受信するためには、高周波増幅管で、周波数変換管で出すノイズレベル以上に増幅してやる必要があります。
高周波増幅をつけると、短波帯ではイメージ信号の減衰にも役立つので、通信型受信機等にも使われています。

入力回路（同調回路も含む）
アンテナに誘起した沢山の電波から希望の信号を選択し、周波数変換回路に効率よく送り込む働きをします。
この部分に使われているのは並列共振回路です、同調した信号はこの回路でQ倍に増幅されます。
コイルのQは普通８０程度、バリコンのQは1桁以上大きいので、回路としてのQはコイルのQにほぼ等しくなります。
理論的にはコイルに加えられた電圧のQ倍になるわけですが、損失があり、
１次コイルに加えられた信号の６〜１０倍（１５〜２０ｄｂ）の電圧が周波数変換段に加えられます。
スーパーのコイルには１次コイルがローインピーダンスの物と、ハイインピーダンスの物があります。
アンテナ側コイルのＬ1はアンテナコイルとも呼ばれています。
Ｌ1は２０〜３０μＨのローインピーダンスコイルの場合と数ｍＨのハイインピーダンスコイルの場合があります。
アマチュアーにはローインピーダンスの方が使いやすいのですが、メーカー製ではハイ・インピーダンスコイルの方が多いようです。
なおアンテナ側コイルを略して　アンテナコイルと呼ぶ場合もありますので紛らわしいです、注意してください。
Ｌ2は同調コイルで、最大容量４３０ＰＦのバリコンと組み合わせた時のインダクタンスは２１０μＨです（２００〜２２０μＨの間）。

アンテナ側コイル（略してアンテナコイルとも）

名称	写真	特徴
ロー・インピーダンス型		1次コイル（アンテナコイル）がロー・インピーダンスのもの。 ２０μH程度のものが多く、ナチュラル（コイルの自己共振周波数）は放送バンドより、高い周波数になる。 �@感度が比較的良い。 �A放送バンドでは低い方と高い方で感度の差が大きい、高い方が断然高感度。 �Bトラブルが比較的少ない。 コイル全体をアンテナコイルと略すこともあるが、普通は1次側をアンテナコイルという。
ハイ・インピーダンス型		1次コイル（アンテナコイル）がハイ・インピーダンスで、数ｍH程度あります。 この値はメーカーや製造時期によりインダクタンスの違う物があり、 短いアンテナを使用した場合コイルのナチュラルが放送バンド内にいりこみトラブルになる製品があります。 �@感度はロー・インピーダンス型より低いが、バンド内で平均的なところが有利。 �A写真はミズホ通信の復刻版で現在でも入手できるので利用には便利。 元々はトリオのハイ・インピーダンス型がオリジナル。

＊なお上記は中波の放送波帯で、短波の場合　1次コイルはロー・インピーダンスが使われます。

周波数変換回路

５球スーパーの場合、高周波増幅段がありませんので、アンテナからの高周波信号を４５５ＫＨｚの中間周波数に変換する働きをします。
周波数変換回路は局部発振回路と混合回路で構成されています。
周波数変換管で受信周波数＋中間周波数（４５５KHｚなど）の信号を作ります。
例えば受信周波数を５９４ＫＨｚとすると、（５９４＋４５５＝）１０４９ＫＨｚの信号を作ります。
発振はＧ1を発振グリッド、Ｇ2とＧ4を発振用のプレートとして動作します。
発振この周波数は受信周波数より中間周波数だけ高いのでコイルのインダクタンスやバリコンの容量は当然異なります。
トランジスターラジオでよく使われている親子バリコンを使った例も少数ですが存在します、でも真空管ラジオでは等容量の２連バリコンが使われているのが殆どです。
等容量のバリコンを使って、中間周波数だけ高い周波数を発振させるのにはバリコンに直列にコンデンサーを入れて使用します。
これをパディング・コンデンサーと呼んでいます、アマチュアーの自作では半固定式（最大容量６００PF）の物を多用します。
メーカー製ラジオではチタコン、マイカコンデンサーそれにスチコンを使う例が殆どです。
当然発振コイル（L３）のインダクタンスも小さくする必要があります、L2の２１０μHに対しL３は１２０μH程度です。


　　



混合について
受信信号はＧ3に加えられています、同じ真空管の中で発振も行われているので、周波数変換管のプレートには２つの周波数の差４５５ＫＨｚと和の１６４３ＫＨｚの信号が出てきます。
プレートの負荷である中間周波トランスは４５５ＫＨｚ同調していますので、４５５ＫＨｚのみが選択され、増幅後取り出されることになります。
この様に局部発振と受信周波数の混合を同じ真空管で出来るように作られたものが周波数変換管６Ｗ−Ｃ５（６ＳＡ７　６ＢＥ６など）です。
この部分での利得は２０〜３０ｄｂ（１０倍〜３０倍）程度です。

１つの真空管で発振と混合を行いますので、非常に便利ですが、扱う周波数が高くなるとお互いが干渉して発振周波数の引き込みが発生、
不安定になるので通信型受信機など安定度を重視する場合、発振用と混合用の真空管を別々に準備します。




特に局部発振回路について。

常に受信周波数より４５５ＫＨｚ高い信号を作る必要があります。
スーパーではアンテナ回路と発振回路の周波数は常に４５５ＫＨｚの差を一定に保つ必要があります。
夫々容量の違う親子バリコンを使えば実現は容易で、ＭＷ用のトランジスターラジオの場合は殆どがこの親子バリコンを使っています。
しかし真空管ラジオ全盛期には技術的に親子バリコンの製作が難しかったので、殆ど等容量のバリコンを使っています。

アンテナ側の周波数変化範囲は５３５〜１６０５で約３倍。
発振側は９９０〜２０６０で約２倍あります、バリコンの容量変化範囲は周波数の変化範囲の二乗に相当する変化量が必要です。
したがって、バリコンの容量は9倍と４倍の変化範囲が必要で、等容量のバリコンにコンデンサーを直列に接続し、補正して使います。
これをパディングコンデンサーと呼んでいます、普通は容量を可変できる半固定のものを使います。
　　












最大容量の違うバリコンを使った場合の大よその計算値です、最終的にはカットアンドトライが必要なので、あまり神経質に考える必要はありません。
最近入手できるバリコンはポリバリコンを含め３３０〜３４０PFの物が多いようです。


ポリバリコンは公称３３５PFの物が現在でも生産されています、昔の物と取り付け方に違いがあり、工夫が必要です。
最大容量が小さいと２バンドにした場合、切替スイッチなどで浮遊容量が増加し、受信範囲が狭くなる可能性はあります。
手に入るものを上手に利用するのがアマチュアーの特権です、上手に使いこなしてください。

バリコン（等容量の２連）　　 ＡＮＴコイル（Ｌ2）　　 ＯＳＣコイル（Ｌ3）　　 パディング Ｐｃ　　　 トリマ Ｃｔ
４３０ＰＦ（最大容量） 　　　　　２１０μＨ 　　　　　　　１２０μＨ 　　　　　　　４２６ｐＦ　　　　　　　 １１ｐＦ
３４０ＰＦ 　　　　　　　　　　　　　２７０μＨ 　　　　　　　１５４μＨ 　　　　　　　３３０ｐＦ　　　　　　　 ８ｐＦ
２８０ＰＦ 　　　　　　　　　　　　　３１０μＨ 　　　　　　　１７７μＨ 　　　　　　　２９０ｐＦ 　　　　　　　７ｐＦ

念のため新ラジオ技術教科書記載の計算式を紹介します。

６００　１０００　１４００ＫＨｚでトラッキング誤差を０とする場合の簡易計算式
　　　８９，５００
Pc＝――――――　　（ｐＦ）
　　　　Ｌ2

　　　２，２５０
Ｃｔ＝――――――――　（ｐＦ）
　　　　Ｌ2

Ｌ3＝０．５７×Ｌ2


Ｒ1：コンバータ管の発振グリッドのバイアス抵抗です。
発振電流は６Ｗ―Ｃ５や６ＢＥ６の場合、０．５ｍＡ程度です、２０ＫΩを使うとー１０Ｖのバイアスが加わる事になります、高周波特性の良い抵抗が望ましいです。

Ｌ3：発振コイル
インダクタンスは１２０μＨ程度です。
カソードタップはアース側から約１０％の位置から取り出します。
この位置は発振の強さに影響します、コンバーター管６Ｗ−Ｃ５が最高の状態で動作する発振電流０．５ｍＡを目安に決められています。
カットアンドトライで、最高感度になるよう実験すると面白いでしょう。
自作用に売られているものはベークボビンに巻いた（空芯）のインダクタンス固定のものが大部分です。
このため最大容量６００PFの半固定コンデンサーが使われ、４３０PF付近に調整して使います。

メーカー製のラジオに使われているコイルはコア入りが殆どで、インダクタンスが可変できますから、直列に使うコンデンサーは固定です。


　　

Ｒ3：６Ｗ−Ｃ５と６Ｄ６のスクリーングリッドは共通に給電します。
７０〜１００Ｖになるように抵抗を決めます、普通は１０〜１５ＫΩ　３Ｗを使います。
詳細は中間周波増幅回路を参照ください。

Ｃ2　Ｒ11：ＡＶＣ回路のデカップリング回路です。
なおC4とR4は検波した音声から交流分を削除し、信号強度に比例したAVC電圧（直流）にするための回路です。
この時定数は５球スーパーの場合　Ｃ4×Ｒ4が０．１秒になるようにします（アマチュアー無線機などでは違う時定数を使うことも有ります）。
０．１μＦと1ＭΩ、あるいは０．０５μＦと２ＭΩの組み合わせが一般的です。
普通周波数変換段と中間周波増幅段のＡＶＣは共通として、C4とR11は省略することが多いです。

コラム Ｐｃ　パディングコンデンサーについて メーカー製のラジオでは、コイルが可変方式が多く、この為固定コンデンサー（４３０ＰＦ前後）を使うことが圧倒的に多いです。 一方自作受信機ではコイルは固定方式が多いので、２００〜６００ＰＦの半固定コンデンサーを使います。 実使用状態の時は当然４３０ＰＦ付近に調整されているわけです。 周波数の低い方の調整はパディングコンデンサーでも、コイルのインダクタンスでも同じ要領で調整します。

中間周波増幅回路
スーパーヘテロダイン受信機の性能を大きく左右する部分です。
近接周波数の妨害を避けながら、充分な増幅をする必要があります。
中間周波トランスは２個の同調回路を結合させた複同調回路を使いますので、結合度合いで適度な帯域幅を持ったフイルターが作れます。




左：普通の単同調回路
同調周波数での選択度は良いので、搬送波は通過できるが、
側波帯が減衰する。


右：複同調回路
頭の部分が平坦なので側波帯の減衰が単同調回路に比べ少ないのが特徴。

複同調でコイルの間隔を調整すると、いろいろな特性が観測できます、 一般のラジオに使われる中間周波トランスは臨界結合で単峰特性です。
中心周波数±１０KHｚの部分での減衰は１２ｄｂ程度、検波段の物は２極管が負荷されるので６ｄｂ程度、
総合して中間周波段では±１０KHｚの部分で１８ｄｂ程度の選択度が得られます。
広い通過帯域が必要なHi　Fi用などの特殊用途には双峰特性の密結合が用いられることがあります。





更に特性の良いメカニカルフイルターも通信型受信機には使われましたが、当時は非常に高価で一般の真空管ラジオで使われることはありませんでした。
トランジスターラジオ時代になってメカニカルフイルターやセラミックフイルターが安価に製造されるようになり普及しました。
トリオの９Ｒ−５９Ｄなど真空管式通信型受信機の終わり頃の製品には、TRラジオ用のメカニカルフイルターを流用して、
安価だが、特性を良くしたものも作られましたが、非常に少数です。


中間周波数は妨害を避けるため強い電波の無い周波数を選ぶ必要があります。
またイメージ混信を避け、適度の選択度を確保する必要があります。
日本では戦前　１７５とか２２５KHｚなど各社まちまちに作られていました。
昭和１０年代後半から４６３KHｚが採用されるようになり、昭和２５年ころから各社４５５KHｚに統一されました。
なお短波受信機ではダブルスーパーといって２回周波数を変換、第１IFは２MHｚ　第２　IFは４５５KHｚというように選んだ物があります。
また特に選択度を良くするために５０KHｚのIFTも市販されていました。

中間周波増幅段の利得は真空管のｇｍ、ＩＦＴのＬとQの積に比例し、３０〜４０ｄＢ（30倍から100倍）程度です。
ＩＦＴには適正な利得を得られるものを選ぶ必要があります。
ｇｍの低い電池管の場合、真空管の増幅度の不足を、Lの大きい（コイルの巻数の多い）ＩＦＴで補う必要があります、しかしＬを大きくすると、Ｃを小さくする必要があります。
こうすると利得は上がりますが、同調容量が小さいので、ＡＶＣ電圧による真空管の入力容量の変化に対し同調周波数がずれるなどの欠点もあります。
しかし受信できなければ意味が無いのでどこかで妥協するわけです。
電池管用ＩＦＴを６ＢＤ６などに使うと、利得が高くなりすぎて発振することがあります、適材適所で使用する必要があります。
ＳＴ管用のＩＦＴの同調容量は１００〜１２０ＰＦ、ｍＴ用のものは１２０〜２００ＰＦ、電池管用は８０ＰＦ以下が多いようです。



同調周波数の調整をトリマコンデンサーでするか、コアの移動で行うかにより、Ｃ同調　ミュー（μ）同調の２種類があります、
ラジオメーカーのＩＦＴは殆どがミュー同調で、単体で売られたいたＩＦＴもミュー同調が多いです。
Ｃ同調のＩＦＴはアマチュアーの自作ラジオに多く使われ、周波数の調整範囲も広いので、稀にとんでもない周波数に同調していることがあります。
中古品を再利用する時は注意してください。

中間周波トランスは４５５ＫＨｚなど特定の周波数を、ある帯域幅で増幅するために使われます、この為２個のコイルを組み合わせた複同調回路になっています。
１段増幅の場合、２個のＩＦＴが２段増幅の場合３個のＩＦＴを使います。
２個のコイルはそれぞれ中間周波数の４５５ＫＨｚに共振するように作られています、コイル相互の間隔は用途に応じて最適な値に設計されています。
コイルそのものも、インダクタンスを多くすると共振インピーダンスが高くなり、大きな増幅度が得られますが、コンデンサーの値が小さくなり、真空管の入力容量の変化で同調が狂ってきます。
分解してみるとＳＴ管用のものは１００〜１２０ＰＦ　ｍＴ管用（６ＢＡ６）のものは１５０〜２００ＰＦ、１Ｔ４などの電池管用は数十ＰＦのものが多いようです。
電池管用を６ＢＡ６などに使用すると増幅度が上がりすぎて　不安定になります。
逆に６ＢＡ６用のものを１Ｔ４に使うと感度の悪い受信機になります。
戦後一時期のコイルメーカー製ＩＦＴは感度重視で作られたので、発振しやすいなど使いにくい製品がありました、
一方メーカー製受信機に組み込まれているＩＦＴは安定度を重視した設計になっている事が多いです。


高級品のＩＦＴはリッツ線でコイルが巻かれていて、３分割など工夫されています、一方普及品のＩＦＴは巻線が単線で分割されていないこともあります。
最高級の受信機を作るわけではありませんので、入手できたＩＦＴをうまく料理して　ラジオを組み立てることに腕のみせどころがあります。
現在新品のＩＦＴの入手は困難ですから、中古品を使うことになります、当時の広告などからＩＦＴの素性を調べることが出来ます。
ＩＦＴには用途により、通信型受信機用に選択度を重視したもの、Ｈｉ　Ｆｉラジオ用に通過帯域を可変にしたもの、電池管ポータブル用に増幅度重視のものなど、特殊なものもあります。
通過帯域を可変にしたものなどは調整に測定器とそれなりのノウハウが必要です、経験を積んでから挑戦した方が良いでしょう。
中古品は劣化している物が経験上数％くらい混在しています、コンデンサーの不良が多く、交換すると殆どのIFTは回復します。

検波用のＩＦＴは２極管が負荷になりますので、コイルの実効Ｑが落ちます。
Ｑが低くなると同じ間隔では結合度が疎になるので、コイルとコイルの間隔を増幅段の物に比べ少し狭くしてあります。
分解してみると殆ど同じに見えますが微妙に違います、１組のＩＦＴはそれぞれ決められた方法で使用してください。

中間周波増幅回路にはリモートカットオフの真空管６Ｄ６（６SK7　６ＢＤ６　６ＢＡ６）を使ってください。
シャープカットオフの６Ｃ６や６ＡＵ６でも電波の弱い時は使えますが、少し強い信号が入ると、カットオフされ動作しなくなります。
理想的には真空管のｇｍに適合したＩＦＴが望ましいのですが、現在では入手できたIFTを上手に使いこなすのが現実的です。
ただ電池管用のIFTを６D6や６ＢＡ６に使うと発振するので避けた方が無難です。




中間周波増幅管を最高の状態で働かせるには、バイアスをかける必要があります。
この電圧は６Ｄ６や６ＢＤ６の場合−３Ｖで、カソード回路にＲ２　３００Ωの抵抗を入れて作ります、Ｃ５はＩＦ信号のバイパス用で、０．０５〜０．１μＦを使います。
入手が容易なＴＲ用の耐圧５０Ｖか２５Ｖの物で充分です。

Ｒ2　６Ｄ６のカソードバイアス用で、−３Ｖのバイアスが必要です。
　　　　３Ｖ
――――――――――――＝３００Ω
１０ｍＡ（Ｉｐ＋Ｉｓｇ）

６ＢＡ６を使う場合、カソード抵抗は１００Ωが規定されていますが、IFTによっては発振することがあります、
３００Ωにするとｇｍが下がりちょうど良くなります。

Ｒ3：電圧が７０〜１００Ｖになるように抵抗を決めます、普通は１０〜１５ＫΩ　３Ｗを使います。
真空管の規格では最大１２０Vですが、低い方が寿命まで考えると何かと好都合です。
スクリーングリッドＧ２は定電圧の方がＡＶＣの効きがよくなります。
ＡＶＣ電圧によるスクリーングリッド電流の増減が６Ｗ―Ｃ５と６Ｄ６で逆方向なので、
共通に供給すると電圧の変動を軽減する効果があり、部品も少なくてすみます。
それでも１０V程度の変動はありますが、RF増幅付の場合、更に理想的な特性になります。

Ｂ電圧−Ｅｓｇ（降下電圧）
―――――――――――――――――――＝１０〜１５ＫΩ
２ｍＡ（6ＷＣ5）＋８．５ｍＡ（6Ｄ6）

Ｃ３　高周波バイパスコンデンサーで　０．０５〜０．１μＦを使います。
傍熱整流管の場合は２５０Ｖ耐圧の物を使います。
12Ｆのような直熱整流管の場合は電源投入時直後　数秒間B電圧が高くなるのでそれに耐える物が必要です。

回路図で６Ｄ６の周りに点線の円が描かれているのを時々見かけますが、これはシールドケースを示します。
記述を省略してあることも多いのですが、必ずシールドケースは必要です。

６SK7ーGTや６ＢＥ６などは真空管に内部シールドがありますので、不要です。
逆に６ＳＫ７を使う時はソケットの１番ピンを、ｍＴ管の場合はセンターピンを必ずアースする必要があります。


カソードバイアスを省略したメーカー製のラジオも見かけますが、ＩＦＴ経由でＡＶＣ電圧がバイアスとして加わり、強力な電波を受信する場合は問題ありません。。
しかし弱い電波を受信したい時、利得が落ちます、メーカーは原価低減の為に省略しているので、自作する時はつけてください。


ＩＦＴについて
ＩＦＴには多くの製品が有ります。
中間周波１段の２本組のもの、２段用の３本組のもの、更に通過帯域による違い（通信型受信機用　一般用　ＨＩＦＩ用など）も有ります。
更に周波数の調整方法の違いでＣ同調、ミュー同調があります、しかし後者が圧倒的に多いです。
中古品　　デッドストックの未使用品　復刻の新品などがあり、入手できたものを工夫して使うのが実際的です。
安価で入手できるトランジスターラジオ用のIFTを組み合わせて、真空管用に使うことも可能です、これについてはｍT管のトランスレススーパーの項を参照ください。

コラム 中間周波トランスの今昔 日本の中間周波数は製造メーカーでまちまちでした、例えば昭和１１年頃のテレビアンＭ−60では２２５ＫＨｚを採用しています。 なお一般に１７５ＫＨｚのものも見かけます。 昭和１６年頃４６３ＫＨｚを推奨するようになり、昭和２６年に４５５ＫＨｚに変更になりました。 写真はナショナルの高周波増幅付スーパーのIFTの内部写真で、木製の棒にコイルが巻かれています。 周波数の調整方法はC同調です。 　　　 普通に使われているＩＦＴ 　　 現在販売されているＩＦＴとその内部構造 左側　ラジオ少年製　RB-2型 右側　中国製　６３３型（４７５KHz） 中の構造が違い、中国製は側面から調整するように作られている。 　　 　 余談 �@ＩＦＴの周波数は戦前は１７５ＫＨｚ　戦後すぐは４６３ＫＨｚ　昭和２５年ころから４５５ＫＨｚが多いです。 （ダブルスーパー用の50ＫＨｚのＩＦＴも売られていました） 特に戦前はスーパーの生産も少なく、ＩＦの周波数もまちまちですから個別に確認する必要があります。 �A昭和２５年ころ　「高い利得が得られるＩＦＴが良い」と各社競作した時代があるようで、 これらのＩＦＴにたまたまめぐり合うと発振しやすくて、手に負えなくなることがあります。 コイル専業メーカーのものにはこの傾向があるようです。 セットメーカー製のラジオから抜き出したＩＦＴは安定度を重視したものが多いと感じます。 ナショナルのＩＦＴは合理的生産の為、シャーシの切り込みに　はめ込む固定方法を採用したものがあります、 この再利用には工夫が必要です、できれば避けたほうが良いでしょう。 �BＩＦＴを分解すると、内部のコイルには型名が書いてないので、どちらがＡ（前段）かＢ（後段　検波段）か混乱することがあります。 Ｂのほうがコイルの間隔がＡに比べ　ほんの少し狭いので切り分けることが出来ます。 これは検波段のＩＦＴは２極管検波の為、コイルのＱが落ちるので、結合度を少し蜜にしてある為です。 �CＨｉＦｉ用のＩＦＴでは広帯域や可変帯域のものがあります、この調整にはゼネスコープなどの測定器（ＩＦの帯域をブラウン管に映し出す）が必要です。 無線と実験　昭和２９年５月号のトリオの広告による可変帯域のIFT。

検波とAVC回路

スーパーの検波回路は例外を除き、２極管検波です。
ストレートラジオでは高周波部分での増幅度が不足でしたので、グリッド検波やプレート検波を使わざるを得ませんでしたが、
スーパーの場合　高周波部分で充分な増幅が出来るので歪みの少ない、またAVC電圧が簡単に取り出せる２極管検波が使われます。
２極管検波で歪みの少ない検波をする為には１V以上の検波入力が必要です。
逆に言うと周波数変換　中間周波増幅で１V以上になるように増幅してやる必要があります。
先に述べたように５球スーパーではアンテナ入力から検波の前までに７５〜８０ｄｂ（１万倍）程度の利得があります。
単純計算でアンテナ入力を１ｍVとすると１０Vが検波管のプレートに加わることになり、歪みの少ない検波が行えます。

スーパーで2極管検波を使う理由はAVC（自動音量制御　Automatic　Volume　Control）電圧が簡単に取り出せることにも有ります。
電波の強さが違う放送局を受信してもほぼ同じ音量になるように制御してくれるという意味です。
その後ＴＶやＴＲラジオで使われる自動利得制御　ＡＧＣ（Automatic　Gain　Control）の方がより適切な表現でしょう。
変調された信号を検波すると、2極管の負荷抵抗には搬送波に比例した直流分と音声信号が重畳した波形が加わります。
カップリングコンデンサーで直流分を阻止して音声信号のみを取り出します。
AV電圧はR4とC4のフイルター回路で直流分のみを取り出します。




C6は中間周波数ではリアクタンスが小さく２極管のプレートに信号を減衰しないように送り込む必要があります。
６Ｚ−ＤＨ３Ａなどのプレートとカソード間の容量は２PFていどですから、これより充分大きい必要があります。
一方音声周波数に対しては減衰が少ない値にする必要があります、このため１００PF程度を使います。
５００KΩのVRは検波管の負荷です。
この負荷の値は２極管のプレート抵抗の１００倍以上に選ぶことが多く、検波効率を左右します。
殆どの場合　５００KΩを使います。
しかしHi　Fi用には１００KΩ程度、ポータブルラジオなどには１MΩを使用することもあります。

R5とC7はIF信号が出力に漏れないようにするフイルターで、R5は負荷（５００KΩ）の１０分の１程度に選びます。
C7は中間周波数は減衰し、音声は減衰しないような値で１００PFが良く使われます。
ただ部品数を減らし原価低減のためＲ５　Ｃ７を省略した下記のような回路も沢山使われています。


２極管の負荷である５００KΩには搬送波に比例した直流電圧（マイナス電圧）と、
変調された信号から検波された低周波信号が混ざり合って加わります。
低周波信号は可変抵抗からコンデンサーで直流分をカットして取り出され、６Ｚ−ＤＨ３Ａのグリッドに加えられます。
一方直流分はR4とC4で交流分を濾過し取り出します。
R4とC4の時定数は０．１秒程度に選びます、これは中波放送を聴く場合に、フェージングなどで電波の強弱が出来ますが、
この追従性も考えて決めた値です、短波など短い周期のフェージング用にこの時定数を合せた通信型受信機もあります。

遅延AVCについて ＡＶＣ電圧は信号を受信するとともに自動的に発生します。 弱い電波を受信する場合、最高感度で受信したいわけで、ある意味で迷惑な制御電圧が発生することになります。 この為、電波が弱い間はＡＶＣ電圧を出さないように工夫した回路があります、これが遅延ＡＶＣ（Delayed　ＡＶＣ）です。 ６ＡＶ６など双2極管を使い、片方を検波用、片方をAVC用に分割して使用します。 図のようにカソードバイアスをかけて使用します、バイアスの電圧分だけ、AVC電圧が出てくるのを遅らせる働きがあります。 ただ回路が面倒なので家庭用ラジオに使われるのは非常に稀です。

低周波増幅回路と 電力増幅回路


検波後取り出される低周波（音声）信号電圧は２極管のプレート抵抗と負荷抵抗、電波の変調度などで変わります。
例えばAVC電圧がマジックアイが閉じる程度の−７Vあった場合、１００％変調と仮定して実効値換算　５V、６０％変調だと３V程度の出力が得られます。
この低周波信号は音量調整用のＶＲを経由して６Z-DH3Aのグリッドに加えます。
６Z-DH3Aと出力管を合せた利得は５０ｄｂ以上あり、マジックアイが閉じるような強力な放送を受信した場合、
結果的に１００分の１とか１０分の１に減衰させてグリッドに加えることになります。
なおＶＲは回転角度の小さい部分での抵抗値の変化が少ない、Ａ型を使います。


　　












ＶＲ：音量調整用。
上記回路の場合、２極管検波の負荷抵抗になります、５０ＫΩ（音質重視）〜1ＭΩ（感度重視）、通常は５００ＫΩを使います。
但しＡ型（またはＤ型）など回転しはじめた時、抵抗変化のカーブが緩やかなものを使う必要があります。
Ｂ型を使うと、急に音が大きくなるなど操作感が悪くなります。

Ｒ6：グリッドリークバイアス用で２ＭΩ〜１０ＭΩ、5ＭΩを使う場合が多いです。

Ｃ7：最低周波数で3ｄＢ低下を目安に、０．００５〜０．０５μＦ　普通は０．０１μＦを使います。　耐圧は５０Ｖ。
Ｃ8：中間周波成分をバイパスする為　１００〜２５０ＰＦ　大きくすると低周波部分の高域が減衰します。
耐圧はＢ電圧に充分耐える物を使用、普通はマイカかセラミックの５００Ｖ耐圧の物を使う。

Ｃ9：最低周波数で3ｄＢ低下を目安に、０．００５〜０．０５　普通は０．０１μＦを使う。
耐圧は２５０〜４００Ｖ。

Ｒ7：６Ｚ−ＤＨ３Ａのプレート負荷。
内部抵抗とほぼ同じ値を使う、１００〜２５０ＫΩ。

Ｒ８：デカップリング回路、２０〜５０ＫΩ、省略する事があります。
Ｃ10：リップルフイルター　１〜１０μＦ　耐圧は２５０〜４００Ｖ（Ｂ電圧により変わる）




電力増幅部分は、本來　出力電力を決めて、それを実現する出力管や電源仕様を決めるのが順序だが、
現実には出力管が決まり、それに見合うトランスを決め、この範囲でラジオを製作することが殆どです。

真空管が決まると
Ｒ9：出力管のグリッドリーク、１MΩの例もありますが、普通５００ＫΩ（４７０ＫΩ）を使います。
C10：カップリングコンデンサー　０．００２〜．０５μFが使われていますが、０．０１μFが標準的です。
ハムを減少させるため低音カットで容量の小さい物を、低音重視で容量の大きいものを使いますが、
容量を大きくする時はグリッドリーク抵抗を低くする必要があります。
Ｒ10：出力管のカソードバイアス用抵抗
真空管規格表の数値より計算　
厳密には真空管に加える電圧により、計算するが大まかな目安は、６Ｚ−Ｐ１だと次のとおり。

１０Ｖ
―――――――――――＝５７０　
１５ｍＡ＋２．５ｍＡ
通常７５０Ωか６００Ωを使う。


６ＡＲ５だと次のとおり。
１８Ｖ
―――――――――――＝４８０　
３２ｍＡ＋５．５ｍＡ
通常４７０Ωか５６０Ωを使う。

真空管は各電極に加える電圧によって出力など動作特性は大きく変わります。
規格表に無い場合、換算式の図がありますので、利用してください。
実際には回路図集を参考に数値は決めて大丈夫です。



Ｃ11：カソードバイアス用バイパスコンデンサー　１０〜２０μＦ。　耐圧５０Ｖ。

Ｃ12：高周波バイパスと音質調整、０．００２〜０．００５μＦ。
耐圧は６３０Ｖ以上。

換算図表は改訂版　日立電子管ハンドブック　誠文堂新光社昭和38年9月発行より

出力トランス

真空管の最適負荷は規格表に記載があります。
ダイナミック・スピーカーのボイスコイルは巻数が少ないので、直接真空管の負荷には出来ません。
インピーダンス変換の出力トランスを介在させて接続します。
６Ｚ―Ｐ１の場合、12ＫΩ、４２の場合７ＫΩを使います。
厳密には同じ真空管でもＢ電圧など条件により最適負荷抵抗は変わりますが、実用的には同じでも問題ありません。
新品の出力トランスが販売されていますので、入手は容易です。
昔のラジオ用スピーカーは出力トランス付で売られていました、出力トランスの無いものはＨｉ　Ｆｉ用の高級品でした。
昭和２０年代の出力トランスは断線が多いという宿命があり、修理する場合にも必要です。
ただ鉄心の材質が進歩したので、おおむね小型になっています、スピーカーに背負わせる場合工夫が必要です。

なお出力トランスのインピーダンス表示は２次側に規定のスピーカーを接続した場合の値です。
７ＫΩ：８Ωのトランスは、巻線比で２９．６：１の割合になります。
巻線比の自乗がインピーダンスの比に相当しますので、２次側に違う負荷を接続した場合は換算してください。
ユニバーサルタイプの出力トランス利用上の注意。
０−３−５−７KΩの端子がある場合、必ず０と希望の数値の端子を使うことです。
５Kと７ＫΩの間を使えば２KΩになると誤解しやすいので注意してください、これは大きな間違いです。

東栄トランスで販売されている出力トランスの例。

スピーカー
スピーカーにはフィールド型の「ダイナミック・スピーカー」と永久磁石を使った「パーマネント・ダイナミック・スピーカー（略してパーマネント・スピーカー）」があります。
このほかマグネチック・スピーカー使用のスーパーもありましたが、説明は省略します。
現在ではパーマネント・ダイナミック・スピーカーを単にダイナミック・スピーカーと呼んでいます。
昭和３０年代までの書籍では現在と違う表現が使われていたと記憶しておいてください。
ダイナミックスピーカーはマグネチックスピーカーと違い、ボイスコイルの巻数は少なく、インピーダンスは１．６Ω〜１６Ωが殆どです。
出力管の負荷として直接接続するのは難しいので殆どの場合　出力トランスでインピーダンス変換をして使います。


励磁型（電磁型、フィールド型）ダイナミックスピーカー

現在使われているスピーカーの御先祖とも言えるものです。
最近では永久磁石を使ったスピーカーしか見かけませんが、当時は励磁型ダイナミックスピーカー、パーマネント・ダイナミックスピーカーと区別していました。
マグネチックスピーカーより、大きな音が出せ、かつ低音が出るので高級ラジオに使われました。
フィールドコイルに直流を流し、センターポールを電磁石にします。
大型のものは専用電源を持ったものもありますが、ラジオ用ではＢ電源の平滑用チョークコイルの代わりに使う例が殆どです。
この為電源トランスのＢ巻線は、フィールドコイルでの電圧降下を見込んで８０〜１００Ｖ高くしてあります。
６インチ半（１６ｃｍ）のものはフィールドコイルの巻線抵抗は２５００Ωで、電流は３０〜４０ｍＡ流します。
表にはありませんが７インチの物も作られていて、高級な５球スーパーに組み込まれていました。

スピーカーの口径や出力が大きくなると巻線が太くなると抵抗も低くなり、２０００Ω　１５００Ωや１０００Ωなど各種あります。
より強力に励磁するため、電流は６０〜１３０ｍＡと大きくなります。
小型のものは日本では昭和２０年代後半、電磁石に代わり永久磁石を使ったパーマネントスピーカーに移行します。
マニアの間では人気があるのですが、壊れると代わりを見つけるのに苦労します。

現在では生産されていません、昭和２７年頃に売られていた製品の抜書きを紹介します。

パーマネント・ダイナミックスピーカー（未完成）

電磁石の代わりに永久磁石を使ったもので、当時はパーマネント・ダイナミックスピーカーとして区別して呼んでいました。
セットメーカー製ラジオで沢山使われるようになったのは昭和２５年頃からです、それまでは励磁型の物が多いです。
最初は１６ｃｍ口径の物がほとんどでしたが、段々大口径の物も生産されるようになりました。
ボイスコイルは最近では８Ωの物が多いですが、古いものでは１．６Ωとか３．２Ωなど半端なものが有ります。
出力トランスが断線して交換する時、同じ数値の物は入手でき無いことが多いです。
現在入手できる出力トランスの２次側インピーダンスは４Ωか８Ωです。
ボイスコイルのインピーダンスが１．６Ωの場合、出力トランスの４Ω端子に接続した場合、１次側のインピーダンスは表示値の半分以下になります。
インピーダンスの比は巻線比の二乗ですから、トランスの巻線比を考慮した上、応用ください。

永久磁石型のダイナミックスピーカーでは例外的にインピーダンスが数百ΩのＯＴＬ（出力トランスレス）用のスピーカーがあります。

電源回路

真空管回路にはＡ　Ｂ　Ｃ電源が必要です。
ただマイナスのＣ電源（バイアス用）は殆どの場合カソードバイアスを利用しますので、概要にとどめます。
ラジオで使う真空管の構成が決まったら、規格表から大よその消費電力が計算できます、この数値から必要な電源を設計します。

一般にＡ電源は
トランス付の場合　普通は整流管を除き、ヒーターを並列接続して使うので、同じ電圧の真空管を選びます。
整流管は安全の意味からも別の巻線から供給します。
６．３Ｖの真空管を使うことが殆どで、整流管のみ５Ｖが多いです、ただ６Ｘ４のごとく整流管にも６．３Ｖタイプがあります。
トランスに整流管用巻線に５Ｖと６．３Vの兼用出来る物が販売されていて、これは真空管を選ぶ自由度が高いので便利です。
ヒーター巻線の容量は多少の余裕を見込みます、ただ無闇に余裕を見込むとトランスの負荷が軽くなり電圧が上昇して不都合です。



トランスレスのヒーター電源は１００Vをそのまま使いますので、ヒーター電流が同じものを選び、直列に接続します。
ヒーターの合計電圧がほぼ１００Vになるように真空管を選びます、日本ではヒーター電流１５０ｍＡの物が殆どです。
時代的に古いものに３００ｍＡのものや、真空管終末期の１００ｍＡタイプもありますが少数です。
トランスレスラジオはトランスが無いため、雑音が直接入り易く、それを防ぐ工夫が必要です。
この為ヒーターの接続順には決まりがあり、雑音の影響を受け易い１２ＡＶ６をまずアース側に接続します。
次は１２ＢＡ６と１２ＢＥ６ですが、どちらでもかまいません、逆の接続（１２ＢＡ６がアース側）を採用しているラジオメーカーもあります。
その次がパワー管　整流管の順序になります。


なおヒーター電流が同一であれば、どんな真空管でも直列接続できるわけではありません、ヒーターの熱容量の関係で断線しやすいので注意が必要です。

Ｂ電源

Ｂ電源は使われる真空管や回路方式で決めます。
電圧は自由度があり、電流は計算値を目安にします、この電流に耐えられる整流管を選択することになります。
ＳＴ管の８０ＢＫや８０ＨＫの関係で７０ｍＡ程度までは半波（片波ともよぶ）整流を、Ｂ電流が７０ｍＡ以上の場合　全波（両波）を使うことが多いです。
ただｍＴ管の場合６Ｘ４しか無い時代があり、５０ｍＡ程度でも両波整流を使うことがあります。
その後５Ｍ−Ｋ９が発売されて、半波整流が使われるようになりました。
電源トランスの整流管用巻線に６．３Ｖ端子が増設されたのは６Ｘ４の影響が大きいです。

出力管に６Ｚ−Ｐ１を使ったものはこの真空管のスクリーングリッド電圧の制限が１８０Ｖですから、カソードバイアスの電圧１０Ｖを加味して、
平滑回路を通った後のＢ電圧が１９０Ｖ以下になるようにします、平滑抵抗の電圧降下を見込んでトランスのＢ巻線は２３０Ｖくらいでしょう。
ただＢ巻線の電圧が１８０Ｖ程度でも充分実用になります、低いほうが何かと便利なことが多いです。

６ＡＲ５や４２であればスクリーングリッドに２５０Ｖ（＋バイアス）加えられますので、これが目安になります。
古い時代のラジオのＢ電圧は高いものが多いですが、時代が新しくなるにつれ、２００Ｖ程度のものもみかけます。
現時点　トランスまで設計して注文することは無いでしょうし、入手できたトランスを使用することが殆どでしょう。
トランスを選ぶことが出来ればＢ電圧は２００〜２２０Ｖ程度の低いものが使いやすいです。
出力電圧の高すぎるトランスは電圧降下用に大型の抵抗が必要です。
特に電磁型スピーカー用のトランスはＢ巻線が３３０Ｖくらいあり、普通のスピーカーを使う時は採用を避けたほうが無難です。
昔のラジオは真空管の性能を限界まで引き出すように、Ｂ電圧も高めに設定されていました。
現在は「楽しく受信する、しかも寿命も長くなるように」を目標とすれば、Ｂ電圧は低いほうが良いでしょう。


なおトランスレスラジオの場合１００Vをそのまま整流して使います。
出力管のプレートには出力トランスでの電圧降下を含めても９０V程度の電圧が加わります、その他は平滑回路でのロスもあり、８０Ｖ程度のB電圧で動作します。
周波数変換　中間周波増幅管ともにスクリーングリッドはデカップリング回路を省略し、プレートと共通に供給します。
この為真空管の内部抵抗が低下しますが、実用的には問題ありません。
レスで注意すべきはスイッチオン時のピーク電流に対する対策です。
整流回路は電灯線に直結されていますので、電源インピーダンスは０に近くなり、スイッチオン時あるいはケミコンショート時、整流管に瞬間的に大電流が流れます。
整流管にはそれぞれ最大電流の規定があります、この規格内で動作させるよう、整流管のプレートかカソード回路に直列に抵抗を入れます。
普通の抵抗の他、パイロットランプやヒーターの抵抗分をたくみに組み込んで利用する仕掛けになっています。
B電圧が低下するからと無闇に改造してはいけません。
アメリカの１１５Ｖに対し、日本では１００Vと低いので、小型の単巻トランスを内蔵させ、B電圧を１２０〜１３０Vにあげて音声出力の増加を狙ったラジオも作られています。

基本的な整流回路について

半波整流は交流電圧のプラスになった半分だけを使う方式です。
これに対し、全波整流は中点タップのあるトランスを利用し、極性を逆転させて両方の電圧を直流に変換します。
トランスが複雑になること、全波整流管が必要なことから、電流が比較的多い場合に使われます。

上記のような整流回路に電圧を加えると、
半波と全波の場合図のような波形の電圧が負荷抵抗に出ます。

これはコンデンサーが無い場合の電圧波形です。
平滑用コンデンサーを付加すると、流れる電流波形は異なってきます。
整流管のプレートに加わる電圧がＢ電圧以上になった時だけ電流が流れます。
これを尖頭電流と言い、これでコンデンサーを充電するわけです。
非常に短時間だけ流れるので、尖頭電流は平均値より非常に大きくなります。

整流管のプレートに加わる電圧です。









整流管のプレートを流れる電流です。
平滑回路のコンデンサーがありますので、
プレート電圧がコンデンサーに充電された電圧以上になった瞬間だけ電流が流れます。
この尖頭電流は最大出力電流の６倍以内に抑えるように決められています。


整流管のカソード位置の電圧です。
負荷電流やコンデンサーの値により大きく左右されますが、
普通の５球スーパークラスですと、テスターで交流電圧を測定してみると２〜３Ｖあり、
直流に交流が重なったような山谷があり、この部分をリップルと言います。


平滑回路を出た部分の電圧です。
誇張して書いてありますが、実際の出力波形は殆ど平坦です。
殆どリップルの無い、直流に近い波形になります。
テスターを交流電圧計にして、交流分を測定してみると目安になります、殆ど０Ｖに近い値です。

整流管は尖頭電流の制限があり、コンデンサーの容量が大きいとこの制限を越えます。
このため整流管直後の平滑用コンデンサーは無闇に大きく出来ません。
８０ＢＫや８０ＨＫクラスで２２μＦ程度に抑えておいた方が良いでしょう。
トランスレスの場合、電源インピーダンスも０に近いので更に配慮が必要です。
このためプレート回路に抵抗を入れる等の配慮や、真空管の改良がされています。
３５Ｗ４を使ったメーカー製ラジオでは６０μFの例もありますが、４７μＦ程度までにした方が良いでしょう。

平滑回路
真空管で整流した波形は直流分に交流波形がのった脈流です。
これではブーンと言う音がして、とてもラジオは楽しめません。
平滑回路を通して、ラジオに使える直流にします。
この回路は直流は通過しやすく、交流分を阻止するフイルターです、π型のＬＣフイルターが基本的です。
歴史的にはＬとして１０H〜３０Hの低周波チョークが使われました。
ダイナミックスピーカーが使われるようになると、フィールドコイルを低周波チョークの代用に使うようになります。
昭和２０年代中頃にになると永久磁石を使った現在のダイナミックスピーカー（パーマネント・ダイナミック・スピーカー）が普及してきます。
これにはフィールドコイルがありませんので、２K〜３KΩの抵抗を使った平滑回路が使われるようになりました。
物資が不足した昭和１４年頃からチョークコイルの代わり抵抗を使ったＲＣフイルター方式が使われだしたのですが、
これは出力管が１２Ａなどの３極管で電流も少ないので、問題はありませんでした。
しかしスーパーとなるとB電流も多く、平滑抵抗での電圧降下も無視できません。
幸い電力増幅用の５極管やビーム管は内部抵抗が高いので、プレート電源としては多少リップル分があっても大丈夫なので、
整流管のカソード（フィラメント）から直接供給する工夫がしてあります。
もちろんスクリーングリッドの電圧はリップルがあるとハムの原因になりますので、平滑回路を通った後から供給します。
このように効率的に動作する工夫がしてあります。

チョークコイル方式は電流が比較的多い高級品や３極出力管用に使われます。





３極管は内部抵抗が低いので、５極管と同じ方法では使えません、
幸い１２Ａはプレート電流が少ないので、フイルターを出たところから供給します。
２Ａ３のように大電流が流れるものは、チョークコイルを使った平滑回路を使います。



大型のスピーカーを使い木箱に入れると、この方法ではハムが気になります、その場合はもう１段フイルター回路を入れて使います。


この回路はメーカー製Ｈｉ　Ｆｉラジオに良く使われています。
電源のリップルが電気的には同じでも、キャビネット　スピーカーまで含めると大きな違いになります。
プラスチックケースと小さなスピーカーの組み合わせだと低音がでず、ここまでの回路は不要です。


チョークインプット回路

殆どのラジオではコンデンサー入力の整流回路が使われていますが、電蓄など例外的にチョーク入力の整流回路が使われます。

普通のコンデンサーインプットの場合、出力電圧が高くて良いのですが、Ｂ電流の変化で出力電圧が変動します。
チョークインプットの場合、直流出力電圧は低いのですが、比較的安定した電圧が取り出せます。
この為２Ａ３ＰＰなどＢ電流が多くかつ変化が多い終段を持つ電蓄やラジオに良く使われました。

Ｌ1はチョークコイル、Ｌ2はチョークコイルかまたはフィールドコイルを利用します。

ＡＣ用直熱真空管のバイアス回路
ラジオ用の２６Ｂ　１２Ａや電蓄の出力管として有名な２Ａ３などを自己バイアスで使う場合、カソードがありませんので、
フィラメントの中点を基準にします、この為トランスのフィラメント巻線に中点タップが必要です。
トランス巻線にタップがない場合、ハム・バランサーを使います。
２６Ｂや１２Ａ用のハムバランサーは最近では見かけません、必要な場合２０Ω程度の固定抵抗を２本直列に接続して代用してください。

Ｃ電源

ラジオ創世記の電池管ラジオの時代にはバイアス用のＣ電池が使われましたが、
昭和５年頃　交流電源を使うエリミネーター式ラジオ作られるようになってから、殆ど使われていません。
これはＣ電源用に整流管や平滑回路がもう１組必要なので不経済だからです。
多くはカソードバイアスやグリッドリークバイアスを使う事で解決してきました。
昭和２０年代に流行した電池管ポータブルラジオの場合、Ｂ電源の１部を利用して、マイナス電圧を作る方法を採用しました。
電池管ポータブルの回路例
Ｂ電池のマイナス側に抵抗をいれ、この部分の電圧降下でマイナス電圧を作り、これを出力管のバイアスに利用します。
抵抗８２０Ωには真空管４球分のＢ電流が流れます、抵抗の値はバイアス電圧と電流から簡単に算出できます。
こうするとＢ電池の電圧を損することになりますが、余分に電池を準備するより、合理的です。
軍用受信機など特殊なものではバイアス用に別途水銀電池などを組み込んだものもありますが、例外です。


半固定バイアス
Ｂ電源回路のマイナス側に平滑用チョークやスピーカーのフイールドコイルをいれ、
そこで発生するマイナス電圧を利用するもので、半固定バイアスと呼んでいます。
数として多くは有りませんが、時々見かけるので、知識として承知しておくと良いでしょう。
この回路例は無線と実験昭和１５年１月号のジャープ　普及３号型受信機（５８　５７　４７Ｂ　１２Ｆ）の例です。
半固定バイアスは電圧の有効利用と言う面で非常に合理的なのですが、
グリッド抵抗の断線時など部品の故障時　プレート電流が沢山流れるなどの危険性があります。


固定バイアス
別途　バイアス用の電源を準備する方式です。
カソードバイアスより多くの出力が取り出せるので、
２Ａ３ＰＰ（プッシュ・プル）や８０７ＰＰなどの大出力アンプには固定バイアスが良く使われます。
整流管が１本余分に必要になるので、ラジオではまず使われません。

電源トランスと整流管の選択の例

電源トランスはＡ電源　Ｂ電源を供給しますので、使われる真空管の消費電力（電圧と電流）を計算して決めます。
主な受信機の消費電力はおおむね表のとおりです。
パイロットランプ（ＰＬ）を含めて計算する必要があります。マジックアイを追加する時はその分を加えて計算してください。
殆どの場合　既製品のトランスを使いますので、Ａ電源の電流容量は１０〜３０％程度の余裕があればよいでしょう。
Ｂ電源の場合、表の数値は最大値になっています、実使用時は減少しますので、Ａ電源ほどの余裕は必要ありません。
良く使われる整流管は別表のとおりです、合計のＢ電流によって適宜選んでください。

例えば６Ｚ−Ｐ１を使った5球スーパー�@の場合
６．３Ｖ　２Ａ、５Ｖ　０．５Ａ、２００Ｖ　４５ｍＡ程度のトランスでよいことになります。
整流管は１２Ｆでは計算上少し不足ですが、事実上問題はありません、実際の製品ではこの組み合わせが多いです。

４２を使った５球スーパーの場合、８０ＢＫや８０ＨＫを使う例が多いです。
ｍＴ管の５球スーパーの整流管は５Ｍ−Ｋ９か６Ｘ４が使われます、使うトランスによってどちらかを選ぶことになります。

なおトランスはレギュレーションの良し悪しが、メーカーや製品で異なります、余裕があり過ぎると電圧が高くなります。
トランスを使う場合、念のため、実負荷で確認しておいた方がよいでしょう。

整流管の５Ｖ巻線が１２Ｆ用の０．５Ａだが、０．６Ａヒーターの５Ｍ−Ｋ９や８０ＨＫで大丈夫かと心配される方も多いですが、
他の巻線（ヒーターやＢ）に余裕があれば実際上問題は無いようです。
ただ戦時中の物不足時代のトランスのように細いエナメル線を巻いたものは、実際の端子電圧を確認しておいた方が無難です。

現在販売されえているトランスの例をカタログから紹介します。

実際に使われる電源回路の実例　６Ｗ−Ｃ５ ６Ｄ６ ６Ｚ−ＤＨ３Ａ 6Ｚ−Ｐ1 １２Ｆ ＰＬ の場合


夫々の真空管が必要とする電圧と電流を集計して決めてゆきます。
まずヒーターですが、６．３Ｖ管を使いますので、パイロットランプ（ＰＬ）を含めた電流を集計します。
合計１．６Ａですから余裕を見て２Ａ程度に選べばよいでしょう。
Ｂ電流について規格表には電圧は２５０とか１８０を加えた時のものしか記載されていませんが、目安ですから数字を単純に加えてゆけば良いでしょう。
合計４０．７ｍＡですので、８０ＢＫクラスの整流管が欲しいところです、
実際はＢ電圧が低いので、電流もこれ以下になり十分１２Ｆで使えます。
トランスはこれらが賄えるものを準備してください。
余裕も必要ですが、無暗に余裕のあるものを使うと、レギュレーションの関係で電圧がトランスの表示値より上昇することがあります。
余裕のあるトランスを使う場合は、念のため実測し、確認するのが良いでしょう。

　　　　　６Ｗ−Ｃ５　 　６Ｄ６ 　　　６Ｚ−ＤＨ３Ａ 　　　6Ｚ−Ｐ1 　　　　ＰＬ　２個　　　　　　　　　　　１２Ｆ ＰＬ
6.3Ｖ 　　０．３５　　　 ０．３　　　　 　０．３ 　　　　　　　０．３５　　　　　 ０．３ 　　　合計　１．６Ａ　　　5Ｖ ０．５ ０．５Ａ

Ｂ 　　　3.5＋8.5　 　8.2+2 　　　　　０．５　　　　　　 1５+2.5　　　　 4０.２ｍＡ



Ｃ２3：電源平滑用　ハム防止の面からは容量の大きいほうが良いが、あまり大きいと整流管を傷める、普通は２０μＦ程度を使う。
6Ｚ−Ｐ1や６AR5など出力管のプレート回路は整流管のカソードから直接供給されているので、低音の良く出るスピーカーで、大きな木箱に入れるとハムが気になることがあります。
この場合もう一段２０μＦ＋２２０Ω程度のフイルター回路を、前に追加すると効果的です。
ケミコンの耐圧は傍熱整流管の場合はトランスのＢ電圧の２０％増し程度でもよいが、12Ｆのような直熱整流管の場合、傍熱出力管が温まる１０秒間ほど１．４倍の無負荷電圧が出るので、トランスの電圧５０〜６０％増しが望ましい。

Ｒ1３：電源平滑抵抗　通常２〜３ＫΩ　３〜５Ｗを使う。
発熱量は大きさに無関係だが、放熱の面で大きいほうが温度が上がりにくい。　　　
実際の電力は　　（電流２５ｍＡ）２×２ＫΩ＝１．２５Ｗ

Ｃ２4：電源平滑用　普通２０〜５０μＦを使う、ただこちらは大きくしても大丈夫。
耐圧はC２３と同じ。

トランスレス５球スーパースーパーの電源

トランス付と基本的には同じですが、トランスレスである故に注意すべき点を説明します。

ヒーター用A電源

ヒーター電圧はそれぞれ違いますが、電流が１５０ｍＡ等に統一されていて、直列に接続して使います。
ヒーター電圧を合計すると１００Ｖになるように真空管を選ぶとＡ電源用のトランスが不要になり、経済的です。
太平洋戦争中の物資不足時代にトランスレスの放送局型１２３号受信機などが発売されていましたが、粗悪な材料や物資不足で評判を落としました。
戦後１０年くらい「レス」と言うだけで毛嫌いされたものですが、真空管製造技術の進歩で昭和３０年頃から急速に普及してきました。
プラスチックキャビネットのｍT管ラジオは殆どがトランスレスお言ってもよいくらいに普及しました。
トランスレスラジオはトランスが無いため、雑音が直接入り易く、それを防ぐ工夫があります。
ヒーターの接続順には決まりがあり、雑音の影響を受け易い１２ＡＶ６をまずアース側に接続します。
次は１２ＢＡ６と１２ＢＥ６ですが、どちらでもかまいません、逆の接続（１２ＢＡ６がアース側）を採用しているラジオメーカーもあります。
その次がパワー管　整流管の順序になります。

B電源
スーパーに使われているのは普通の半波整流回路です。
注意すべきはスイッチオン時のピーク電流に対する対策です。
整流回路は電灯線に直結されていますので、電源インピーダンスは０に近くなり、スイッチオン時、整流管に瞬間的に大電流が流れます。
整流管にはそれぞれ最大電流の規定があります、この規格内で動作させるよう、整流管のプレート回路に抵抗を入れます。
普通の抵抗の他、パイロットランプやヒーターの抵抗分をたくみに組み込んで利用する仕掛けになっています。
B電圧が低下するからと無闇に改造してはいけません。
アメリカの１１５Ｖに対し、日本では１００Vと低いので、単巻線の小型トランスを内蔵させ、B電圧を１２０〜１３０Vにあげて音声出力の増加を狙ったラジオも作られています。

アースについて

トランス付ラジオではトランスで絶縁されているのでマイナス側をシャーシに接続できます。
ラジオのシャーシと電灯線の間は絶縁されています。
一方トランスレスの場合、ラジオの電源のマイナス側は電灯線と絶縁できません、このため電源のマイナス側の処理が問題になります。
�@電源のマイナスをシャーシに落とす。　　→シャーシアースと通称している。
電気的にはこの方が安定だが　シャーシを触ると感電することがあります。
現在中古市場で見かける過半数はこちらの方式。
�Aアース母線をはり、電源のマイナスをこれに接続する。シャーシとアース母線の間はコンデンサーで交流的に接地する。　→フローティングアースと通称。
ｍT管レスラジオを作りは始めた初期のラジオに多い。


なおＴＶ用のトランスレス管は起動時間が１１秒と規定されていますがラジオ用は各社まちまちです。
この為　製造メーカーを揃えると理想ですが、現在では難しいし、現実にメーカーが異なっていて断線した経験はありません。
使用上もっとも気をつける事は、試験中に取り扱いの不注意で３５Ｗ４を断線させ易いことです。

電灯線に直接されるので、電源インピーダンスは０に近い為、整流管を保護する目的で、
ＰＬや真空管のヒーター抵抗を利用した回路が工夫されています。
さらに安全性を考慮して、Ｒ2を追加したものもありますが、普通これは省略します。

高周波増幅つきスーパーの例

高周波増幅付スーパーについてはメーカー製の受信機を紹介、詳細な説明は省略します。
山間僻地で電波の弱い地域や遠距離受信を希望するユーザー向けの高級受信機が多いのですが、
無線と実験1955年9月号に紹介されているナショナルBL-620型マジックアイ付７球スーパーの例のように、
スイッチで切り替えて、ローカルでＨｉ　Ｆｉを更に遠距離向けに高感度もと欲張った受信機もあります。

この機種は
ローカル局を受信する場合、ＩＦＴの帯域を広げてＨｉ　Ｆｉ音を楽しめるように工夫してあります。
低音も出るので、ハム対策に平滑回路も２段になっています。





回路図に誤植があるので、修正して有ります赤丸（a　bと矢印が抜けていた）。


�@ＡＶＣは高周波増幅と周波数変換段にかけてあります、高周波増幅管にはコイルとグリッド間にコンデンサーをいれ１ＭΩ経由で接続してあります。
これはコイルの巻線をアースしたい場合に便利です。

�AＰＨＯＮＯにした場合Ｓ１で６ＢＥ６のプレート電源が切断され、ＰＨＯＮＯ切替スイッチだけの場合に起き易かったラジオの混入が防げます。
�B

原稿はここまで
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無線と実験　４０１回路図集