眞空管[ニュービスタ]物語
                                      (第17版;平成29年5月30日)

 1. ニュービスタの誕生

 世の中には、屡々今までとは違った発想 で現行の既成事実を破壊するような事象が出現するようです。RCAが1959年に開発をしたニュービスタNuvistor)は、まさ しくこの様な事象に遭遇した旧体制が新規の出現に対抗する構図です。ご承知のように、フレーミングによって、1904年10月、初めて2 極管の発明がなされてから半世紀、眞空管は世の中のエレクトロニクスの発展に貢献したエネルギーは、大変なものでした。然し、隆盛の夢に甘んじているとき 、従来の熱電子による眞空管から大きな壁をブレークスルー(breakthrough) したトランジスタが発明されました。


 即ち、1948年6月30日、ベル研究所のショックレーとバーディーン, ブラッテンらのチームがトランジスタ の発明がありました。 従来の熱電子の眞空中での振る舞いではなくて、ゲルマニウムに少量の不純物を入れて作った半導体をうまく組み合 わせることにより、電流の増幅作用が出ることを発見しました。つまり、 これは、実際にはP型半導体の間に薄いN型半導体をは挟んだものか、逆にN型 半導体の間に薄いP型半導体を挟んだもので、現代ではバイポーラ(2極) 型トランジスタと呼ばれるものです。この詳細な動作原理は、量子力学の力を借りな いと従来の物理学では説明不可能と言われています。 RCAが開発した新兵器?は、新しく出現したトランジスタを迎え撃つ意味で、従来の眞空管に拘わる技術の 集大成を武器に開発した小形、高周波用の眞空管でした。その名も”New Visitor”(新しい訪問者)と言う意味で、Nuvistorニュービスタ) と命名されました。                                                                                
 このニュービスタは、TV等のUHF帯用受信機の高周波増幅、発振、混合用として開発製造された超々小型眞空管で、外側が金属シェルとセラミック のステムで構成され、ガラス材は一切使用されていません。電極構造は、円形同軸型の進化したもので、円形型のカソードの外側に籠型のグリッド,更にその外側 に円形型のプレートが配置されています。全ての寸法が、顕微鏡でなくては見えないほどの小さな構造が特徴です。 このニュービスタには所謂、排気口が ありませんが、眞空封じは眞空糟内で多数のニュービスタを同時に眞空処理をし、その後、加熱により金属シールとセラミック円板をろう付けすることで行われます。  RCAでこの新しいニュービスタの製造に携わったRobert Mendelsonに依ると当初は、良品率が5〜10%位だったそうですが、程なく良品率が90%に改善されたと書いています。


                                      

 前述の通り、ニュービスタはUHF帯の受信機の高周波増幅に使用されましたが、、プレートとグリッドのリターン回路に中和用のコンデンサーを設け、Cpgに 起因する正帰還エネルギーを中和して安定な高周波増幅に使用されていました。

 このニュービスタは、上の写真で示すように、1円アルミニューム貨と比較してその大きさが理解出来ますが、真空管らしくない形状と驚くべき性能を有する 記録的な真空管でした。前述の通り、既に誕生をしていたトランジスタの向こうを張ろうとRCAの真空管関係の技術者が努力した結果の新製品で、当時のトランジスタより 遙かに優れた特性を持っていましたが、新しい時代の大きな流れであるトランジスタを含む半導体にその輝かしい真空管の位置を譲らざるを得ませんでした。 

2. ”
小型真空管ニュービスタ完成 業界初の国産かなる
”、
THE MOBARA第82号、昭和36年7月1日より抜粋した記事です。(電子管史研究会、小泉直彦氏のご厚意による)
 
  

 



 多くの新しいアイディアを取り入れた受信管”ニュービスタ (ニュー・ルック電子管と言う意味)  ”の試作に取り組んでから約1年、このほど見事開発に成功した日立製ニュービスタとして 社外に発表された。 以下その特徴をご紹介しよう。



 この真空管は、RCA社がトランジスタに対抗するため考え出したもので、発表以来、アメリカは勿論のこと、我が国でも各方面から注目され、製品化が熱望されました。 ニュービスタは、これまでの真空管では不可欠の材料であったガラス、マイカなどを一切使わず、@小型化 A高性能高信頼性の真空管であり、 国産品としてはこれが最初のものである。








 
ニュービスタの特徴
 
@従来のミニアチュア管に比べて三分の一以下の小型化が出来るので、セットの小型化に有利である。A構造が幾何学的に整然としているので、高周波における雑音が少なく、 また感度はミニアチュア管より高い。B消費電力はミニアチュア管の三分の一程度である。Cセラミックレア金属で封じ込んであるため、残留ガスの影響がなく、したがって長寿命である。 D電極が軽く、外部かの衝撃にも十分耐え、また高温中でも動作させることができる。

 トランジスタとの比較

 
また、ニュービスタは、トランジスタに比べてみると、次のような優位性を持っている。すなわち、@広い温度範囲で使える。A高周波用が容易に作れる。B瞬間過負荷に耐える。
 しかし、トランジスタがヒター電力を必要としないのに比べると、ニュービスタは従来の真空管よりは少ないが、矢張りヒーター電力を必要とするので、この点では劣っている。 このように両者には、一長一短があるので、使用目的に応じて、お互いの特徴を生かして使い分けられ共存していくものと思われる。
 

期待される今後の進出

 ニュービスタは、誕生してから未だ日ガ浅く、日立で現在発表したニュービスタは、テレビチューナに使われる6CW4およびトランスレステレビ用の2BH5 の2品種であるが、沢山の優れた特徴を有するニュービスタは今後テレビ用、通信用、工業用に進出する期待は極めて大きく、テレビ用ブラウン管やセラミック送信管などと共に、 日立が誇る技術の成果であり、業界のリーダーシップをとる大きな武器となるものである。

3.日立のニュービスタ





 最初のRCA製品は、3管の7586で、次いで1961年には、6CW4が発表されています。3極管だけでなく工業用に開発された4極管の7587を発表しています。

 一方、我が国では、RCAと技術提携をしていた日立製作所が1961年にニュービスタを製作しています。手許に、JUNE 1964発行の”HITACHI  NUVISTORS"のカタログがあります。

 このカタログは、内容の説明が英文で書かれていています。カタログ末尾には、


For inquiry write to:
Los Angeles
New York
Chicago
Dusseldorf


とあり、日立製作所が積極的に海外の欧米市場に、ニュービスタの拡販政策を採っていたことが理解されます。










 ニュビスタの代表的な3極管の2B-H56CW4等の外形寸法(インチ表示)、内部構造図、接続図、ピン配列は、下の写真に示すとおりです。(JUNE 1964発行の”HITACHI  NUVISTORS"のカタロより抜粋)

 JUNE 1964発行の”HITACHI  NUVISTORS"のカタログから抜粋の上図の左から”ニュービスタの外形寸法”、”ニュービスタの内部構造図”、”ニュービスタの接続図” および”ニュービスタのピン配列  を見て、この小さいな真空管” ニュービスタ”が一体どの様な製造技術を用いて製造されたのか、長い間疑問持ち続けていました。

 最近になって、電子管史研究会の小泉直彦氏の紹介により、日立製作所の茂原工場でニュービスタの製造に携わった工藤晋次氏から後ほど記述する貴重なニュービスタ  9点の寄贈と関係する資料の提供を戴きました。以下の解説本文と手書き図面は、全て工藤晋次氏よりの提供戴いたの資料です。


3.1 Nuvistor 製造工程


 ニュービスタは、セラミックとメタルで封止した小型受信管です。(筆者感想;一般に真空管は、ガラス管、セラミック管、メタル管と大雑把な分類があるが、ニュービスタは、 メタル管の範疇だろうか?) 高周波増幅用3極管でカソード、グリッドおよびプレートの電極が同芯同軸状に配置され、ヒーター(ダブル・ヘリカルに巻いたタングステン線をアルミナ・コートし たもの)が、中央に配置し、各電極はフランジを介してモリブデンのピン・リードに銅ろう付けされ、かつセラミックのステムを貫通して外部端子となる。

 セラミックは、フォルステライトを使用し、ピン・リードの穴が11ケ所開口しており、周辺と穴の側面はMoのメタライズ(最終的には、Ni メッキ)を施し、周辺はCu-Geろう、穴はCuろうによ るろう付けをする構造になっている。

 真空管のガラスに相当する外周器は、Fe-Ni 製のシェルが使用されている。ニュービスタは、外形寸法で10mm高さで専用ソケットに、シェルのつめをガイドとして挿入固定する。当時のミニチュア管の電極組立は、電極の溶接作つきもので、 大勢の女子作業員が組立を行っていたが、ニュービスタでは電極の接続は、全てろう付けを行い、全体を真空中に於いて排気し、ニクローム円筒内に電流を流して加熱、ろう付け、その後封止する構造です。

 ニュービスタ製造工程をT.{組立・ろう付}とU.{排気・封止}
分けて説明します。(以下図面および説明文は、工藤晋次氏から寄贈を戴いたものです。)

 T.{組立・ろう付}

 (1)ヒター組立
   
MoリードHに楔を入れ、ヒーターEの先端を挟み込み上から叩いてかしめる。

 (2)電極組立
  
 組立治具(ニクローム)Iに@〜Dまでの部品を位置決めし、@ヒーター組立されたウエハーFを治具に挿入する。MoリードHを電極毎に3本立てて。リード1本毎にリング状の銅ろうGを被せる。

 3)ろう付け
  
 組立が終わった治具Iを焼成トレイに50個程並べ、コンベアー式水素炉に入れて、1100℃に加熱ろう付けする。完成したものを「マウント」と言う。

 (4)リード切断
   
各電極は、3本で支持されるが、外部端子になる1本を除いて切断する。

 (5)カソード挿入
  
 マウントの上から KSCにカソードJを被せる。

 (6)シェル組立
  
 シェルKとマウントを位置決めして軽くかしめ、外側にCuーGeろうLを置く。ゲッターMは、あらかじめシェルの頭部にかしめておく。

  

(1) ヒター組立
H ;Moリード
G ;Cu ろう
F ;メタライズ・セラミック・ウエハ
E ;Wヒーター(ダブル・ヘリカル・・・アルミナ絶縁) 

(2) 電極組立 
D ;KSフランジ(Cuメッキ)
C ;カソード・スリーブ(Ni−Cu):KS                            
B ;グリッド・フランジ(「CUメッキ)
A ;グリッド(NiとCuメッキMo線)
@ ;プレート(フランジと一体化)

(3) ろう付け
I;組立治具(ニクローム)

(4) 不要リード切断





(5) カソード挿入
J ;カソード 



(6) シェル組立
K ;
シェル
L ;Cu−Geろう
M ;Zrゲッター






 U. 排気・封止 ;NUVISTOR 排気・封止機構 説明図を参照

  ニクロム製のハンガーにニュービスタを十数個吊るし、真空加熱装置のニクロム・パイプの中にセットする。10ー5真空に引いて、ニクロム・パイプに電流を流して加熱する 。 十分にガス出し後、炭酸塩の分解をして、最後に1000℃に加熱してウエハーとシェルの隙間をCu−Geろう付けをして真空管として完成する。


                                 


4.ニュービスタは、米国のRCA社が考案したもので2段階のろう材を使用して組立から封止Iまでを全自動で行うことを狙った真空管でした。 このニュービスの試作、 実験、量産プロ セス技術の確立が、私(工藤晋次氏ご自身のこと)が日立製作所 茂原原「工場に入社し最初に取り組んだテーマでした。

  さて、ニュービスタの自動製造あるが、RCAの工場ではスムーズに進まず、M/Cが停止している期間が多かったようで、最終的にもフル稼働には至らなかったと聞いている。

  我々(日立製作所 茂原工場)は、最初から全自動化はしないで、要所要所に作業者を当てて治工具を巧く活用しラインを編成した。人員は、多少多いが、結果としては投資の無駄を  少なく出来たと思う。勿論、RCAにはない細かい 工夫を行ったことは言うまでもない。

  RCAのレポートに製品歩留まりの記載があったが、茂原工場の方が何時も可成りよかったのを覚えている。TV チューナーに採用されたあと、低雑音である特長を生かして、計測器に 採用され、当時有名なシンクロスコープのメーカーのTechtronics社へ輸出した。

 日立製作所独自に4極管や5極管も設計をしたが、多量に採用されることはなく、昭和43年には、生産量が最盛期の1/10(10K個)になって仕舞った。


 ニュービスタの材料で問題があったのは、次の3点でした。

  @ セラミック・ウエハー(ステム)
    ウエハーは、フォルステライトの厚さ1mm,10mm径の焼結品で、リードを通す穴が11個開いている。これをLi−Moの溶液に侵漬して焼却し、表面全体をMoメタライズして、Niメ ッキを施す。そして上下両面を研磨してメタライズを剥がし、結局11個の穴の側面と、あとでFe−Niのシェルとろう付けする周辺だけをメタライズ面して残す。この材料は、茂原工場の研究部で試作し、量産設備も作って内作した。また同時に、当時の松風陶業に生産を依頼した。但し、ウエハーの焼却のみで、メタライズは茂原工場で行った。この会社が、その後分社化し 、”京都セラミック”となり、略して”京セラ”です。ここは、エレクトロニクス用のセラミック部門が急成長し、大会社となっており、ご存じの方も多いはずである。 このウエハーは、 CuとGe−Cuの2種類のろう材でろう付けされるが、そのろう付け部分だけでなく、1mmのフォルステライトのポーラス性(緻密さ)によって、徐々に湿気が入り、真空管として動作しなく なる場合もあり、結局セラミックの外側にエポキシ樹脂を塗布して防湿対策としたこともあった。

  Aグリッド
 
   グリlルドは1.5mmφの円筒形の籠形構造です。 Ni-Crの表面を酸化した芯棒の周辺に50μmのCuメッキMo線を60−70本を均等に並べ、その上にNiメッキしたMo線をグルグル巻いて固定し、この芯棒ごと水素炉でろう付けする。そして、 所定の長さに切断して、芯棒から取り出せば完成です。

  B Mo(モリブデン)リード

    リード線は、0.5mmφのMo線で、これも表面はCu+Niメッキをしている。この材料は、東邦タングステン(株)などから購入したが、本材料では、 二回の大事故を経験することになった。一つは、ストレーナにおける線径小である。メーカーからMo線は、比較的小さい径のスプールに巻かれて納入されており、これを組立M/Cにセットするためには、 カールなどのくせを直すためにストレーナーを通して真っ直ぐにしていた。ストレーナーの出口で引き出すのだが、この時のスピードが早いと、0.5mmφの径が0.45mmφ位に細くなってしまう。 はじめ、このことに気がつかず、出来上がったニュービスタのリーク不良に悩まされることになった。セラミックの穴径との兼ね合いで、或る太さ以下になると、熱膨張歪みでセラミックから微少リークして真空管の働きをしなくなってしまうのである。
    もう一つは、同じリークではあるが、Moリードそのもにに起因する。Moリードを加工する段階で、Moのインゴットの異物や汚れ、またはMoの亀裂によりろう付けの密着性が損なわれるもので Moの加工作業がまずいのである。この場合は、一見Mo表面は綺麗にメッキされているのでなかなか見つからない。

 手元に日立Sharpニュビスタが収容されている真空管箱がある。しかし、Sharpの真空管箱に収容されていたニュービスタは日立製品でした。

 下の写真は、工藤晋次氏より寄贈いただいたニュービスタ専用のソケットです。左の写真は、日本製ソケット、右の写真は、米国製 CHINCH社のものです。


     

品名 Eh(V) Ih(A) Ep(V) Ip(mA) μ 備考
2B-H5(3極管) 1.8 0.6 110 7.0 65 高μ管
3B-H5(3極管) 3.1 0.3 110 7.0 65 高μ管
2CW4(3極管) 2.1 0.45 110 7.0 65 高μ管
2EG4(3極管) 1.7 0.6 110 6.5 63 高μ管
6CW4(3極管) 6.3 0.135 110 7.0 65 高μ管
6DS4(3極管) 6.3 0.135 110 6.5 63 セミリモートカットフ管
2N-H12(3極管) 1.8 0.6 75 10.5 35 中μ管
2DV4(3極管) 2.1 0.45 75 10.5 35 中μ管
6DV4(3極管) 6.3 0.135 75 10.5 35 中μ管
6N-H10(3極管) 6.3 0.12 100 0.8 100 高μ低雑音管
6N-L7(3極管) 6.3 0.135 12 2.2 7.6 低μ管
7N-R30(4極管) 6.3 0.135 75 105 35
7586(3極管) 6.3 0.135 75 10.5 35 中μ管
7587(4極管) 6.3 0.135 75 10.5 35 シャープカットフ管
8056(3極管) 6.3 0.15 125 10.0 * 低μ管
8058(3極管) 6.3 0.135 24 8.7 11.5 高μ管
8382(3極管) 6.0〜8.5V 250 25 電力増幅
8393(3極管) 13.5 0.06 75 10.5 11.5 中μ管

           *は、10.000μモーです。

 

WANTED
日立 2B-H5
3B-H5 日立 2CW4
(工藤晋次氏寄贈品)
日立 6CW4
(尾形芳則氏寄贈品
RCA 2EG4 日立 6DS4
(工藤晋次氏寄贈品)
日立 2N-H12 RCA 2DV4
(工藤晋次氏寄贈品)
RCA 6DV4
(工藤晋次氏寄贈品)
日立 6N-H10
(山肩昭夫氏寄贈品)
日立 6L-N7
(工藤晋次氏寄贈品)
日立 7N-R30
(工藤晋次氏寄贈品)
日立 7586 RCA 7586
(工藤晋次氏寄贈品)
RCA 7587
(工藤晋次氏寄贈品)
日立 8056
(工藤晋次氏寄贈品)
SYLVANIA  8056
(長谷川一郎氏寄贈品)
RCA 8058
(工藤晋次氏寄贈品)
日立 8393
(工藤晋次氏寄贈品)
RCA 8382
(工藤晋次氏寄贈品)
RCA 6CW4
(工藤晋次氏寄贈品)



 ニュービスタ真空管の動作特性は、計算上でも求められるが、ガラス球と同じく真空管特有の問題に悩まされたものである。例えば、カソード・エミッション、即ち熱電子放射の特性不良、真空リークなどの問題である。高信頼性にするために、結局Zr(ジルコニューム)のゲッターをシェルの頭に取り付けることになった。つまり、動作中の放出ガスを常時吸収する構造にしたのである。 このゲッターは、日本無線(JRC)やイタリヤのSAES社などから購入したが、Zr粉末の脱落やガス吸収能力不良Lotが発生したり、結構問題の多い部品であった。
 ニュービスタの生産は、
産500万本を生産しているガラス管(mT管、GT管)に比べ数万本/月の微々たる量で、しかも製品としての寿命、すなわち世の中に売れた期間は、10年足らずであったことなどから、当時の受信管部に中でニュービスタを担当した人は極く限られている。

 ニュービスタの生産をとおして、製造;平たく言えばものつくりの楽しみも苦しみも十分いに味わった気がする。苦労をして作り上げた製品が世の中に出て、何かの役に立つと言うことは、本当に嬉しいことである。TVのチューナ球として使われた頃、秋葉原の店頭に出ているというので、わざわざ見に行ったことがあった。当時(昭和40年)の価額が一本1000円でびっくりしたのを覚えている。まだ製造原価意識は、ほとんど無い若造であったが、工場出し値は、一個200円と知っていたので、何故末端の小売店では5倍になるのか不思議に思っていたものであった。別項に纏めたが、辞表を書くほどの失敗もあったし、不良対策に四苦八苦したこともあった。お客様への納入が間に合わず、主任以下技術者が総出で、しかも徹夜で特性試験機を回し、出荷に結び付けたこともあった。しかし。連続徹夜しても、不思議にも疲れたとか苦しかったとかと言う記憶がない。全員20歳代で若く無理がきいたのである。


5.日立 ニュービスタの箱と説明書と正価

 過日、日立 ニュービスタの元箱入りの2BH5を入手しました。1つの箱に下記のような説明書が真空管と一緒に入っていました。大きさは、縦が110mmで、横が95mmの両面印刷です。表には、特徴と規格が書かれており、裏には、グリッド電圧をパラメータにした陽極特性(陽極電圧対陽極電流)、外系図、ベースの配線図とピン配置図ガ印刷されていました。(以下一部抜粋)


世界最高の水準を行く
日立真空管 説明書


日立真空管は、世界最大を誇る日立中央研究所の研究成果を基礎とし、アメリカ RCA社の最新技術を効果的に吸収し、理想的な生産設備、デミング賞に輝く品質管理のもとに、独特の総合技術を集結して日夜量産されております。
したがって其の品質は国内だけでなく、今ではアメリカ、カナダを初め世界数十ヵ国に輸出され、ご好評を頂いております。

  2B-H5 傍熱型高増幅率3極管

ニュービスタは金属とセラミックからできているために残留ガスの影響がなく、構造も非常に小型で堅牢にできておりますので、長期間にわたり、安定な動作をいたします。ヒター電力が少なく、相互コンダクタンスが大きいので、高利得および低雑音特性が得られます。
2B-H5はニュービスタ形高増幅率3極管で、テレビションおよびFM受信機のVHFチューナーに用いられる中和形陰極接地方式用高周波増幅管であります。なお2B-H5は6CW4のトランスレス用であります。(以下省略)


 ところで、この日立 ニュービスタ 2B-H5真空管の発売当時の正価が元箱の底部に印刷されています。それによりますと入手した3ヶの内、正価2,000円(ロット番号 2−L コ)が1ヶと正価1,500円(ロット番号 6-H4、6-H26)が2ヶでした。因みに上記の日立真空管説明書は、正価2,000円の本箱に入っていました。
 



6.”The NUVISTOR ”、 1962年10月、PRACTICAL TELEVISION

 以下に、1962年10月、PRACTICAL IELEVISION に紹介された”The NUVISTOR(ニュービスタ)”の概要を記載します。(筆者の翻訳に就き誤訳に注意を下さい)

 電気回路設計者が、微弱信号用増幅器を設計するとき、入力の微弱信号に余計な雑音信号が付加されないように考慮をします。無線機やテレビ受像機の最高有効感度は、初段の増幅回路で発生する雑音信号で決定されて仕舞います。

 高利得増幅器の製作は、比較的簡単ですが目的の微弱信号が増幅回路で発生する雑音信号よりレベルが低いときには、この高利得増幅器の使い道はありません。初段増幅器で雑音信号が受信信号より200倍も低いレベル(ー46dB)の場合には、テレビ画面では”スノー雑音"が見えないと言う実験が文献に発表されています。このことは、目的の微弱信号のレベルが低いほど初段増幅器の雑音特性は、常に ”200対1”の比率で良好でなければいけないと言うことです。

 良く設計された増幅器でもある程度の雑音信号が発生しますが、最近の増幅技術では雑音信号を大幅に低減できます。例えば、TESLAR社受信機は、雑音指数が極めて低いので、衛星中継局のアンテナで宇宙からの微弱信号を受信するには必要欠くべからざる特性です。

 よく知られているように、雑音信号は、増幅器からだけでなく、アンテナからの雑音信号も加えられます。勿論、これらの雑音信号は静電気や宇宙の星からの雑音信号も加えられます。それ故、受信機の初段増幅器で発生する雑音信号以外でもある程度の雑音信号は、電波伝搬の何処にでも存在します。

 にも拘わらず、実際問題としては、受信機の初段増幅器で発生する雑音信号が大部分を占めますので、次段増幅器で発生する雑音信号を無視できるようにするためにも目的の微弱信号レベルを十分に高くする必要があります。

 回路設計は、初段増幅器の雑音特性の改善に努力すべきですが、一方トランジスタは、大変にメリトットを持った回路素子です。と言いますのは、基本的には、トランジスタは、ニュービスタの高温のカソードから放出される熱電子による”熱的雑音”がないことです。

 VHFトランシスタ前置増幅器は、真空管前置増幅器よりも雑音特性は3dBも改善されると言うことです。このことが、トランシスタが無線機やテレビのVHFバンドに使用される理由です。

@ニュービスタ
 以上のような状況に対して、最近ニュービスタが発表されました。これは、アメリカのRCA社で開発された6CW4と言う3極管や4極管です。つい最近では、Mullard社によって、3種類、すなわち中μ3極管、高μ3極管の7586およびシャープ・カットオフ4極管の7587が発表されました。

 ニュービスタは、プロ用および工業用に設計されましたが、設計者の興味は、このニュービスタがバンドVの前置増幅器に採用され、既にこの文献でも論文が発表されていることです。(ニュービスタのバンドV前置増幅器、PRACTICAL TELEVISION、June 1961、p156) これは、RCA社の6CW4が使用されましたが、Mullard 社の高μニュービスタも勿論使用できます。

Aニュービスタって何?

                        

                       
  
 Mullard社ニュービスタ・シリーズの電極構造は、円筒形電極を同軸型に組み立てられています。 この電極構造は、セラミック基板を通した3本のピンで保持されています。(Fig..1 参照) 真空管の金属容器は、増幅器として最適動作するように、ピンガイドにろう付けされてシャシーに接続されます。

 ピンは、金属容器のアースとしても使用できますが、アースの最も良い方法は、むしろ金属容器の端子をアースに利用することです。RCA社ニュービスタを使用した実験中に、ピンを使用して金属容器をDC的にアースに接続してもアースが巧くとれないことによるRF増幅動作の不安定が発生しています。

B特性
 ニュービスタ7895の特性は、Table.1に示すとおりです。表では、非常に低い内部容量と指定動作状態での高い値(mA/V)が示されています。装置を設計するときの特性の範囲(バラツキ)がTable. 2に示されています。 ニュービスタは、グリッド・リークによるバイアス(グリッド電流)および通常のカソード・バイアスの何れでも使用できます。非常に低い内部容量と僅少のリード・インダクタンスのために、このニュービスタは、入力信号をグリッドに供給するカソード接地型で使用できます。この様な状態でも、最適な安定性と雑音指数を保持するためには中和は絶対に必要です。

C基本回路

                        

                          


 Figure.2 には、グリッド・リークによるバイアス回路と容量性の中和回路を示しています。ここでは、カソードがシャーシーに直接に接続され且つ抵抗がグリッド回路に挿入されていることが分かります。カソードとグリッド間の電気回路により、僅かな電位がグリッド抵抗の両端に現れ、ニュービスタのバイアス電圧となります。このバイアス方法は、カソード・バイアス方法と比較して、RF段では比較的大きな利得が得られます。巧く設計された回路、中和および機械的な構造により、殆どの場合、グリッド・バイアス方法は雑音指数についても優れています。プリセット・トリマーを用いたFig. 2に示す中和回路は、効果的であり増幅器が周波数バンドをカバーして同調してもバンドの低い端まで最適な中和が得られます。勿論この方法は、VHF無線機やテレビの前置増幅器に使用されることは勿論、普通は映像搬送波周波数の調整にも有効な回路です。

D中和回路の調整
 実験者が、中和回路を最適に調整する方法は、まず中和回路をニュービスタから外して置き、次に目的の周波数でレベルの高い信号を加えて、最終的には、中和トリマーを調整して出力を最少にすることです。

 これは、テレビ受信機の前置増幅器から順々に調整をする易しい方法です。供給信号は、音声でも映像搬送波周波数でもかまいません。もし、音声搬送波周波数であれば、受信機のボリュームを最大にして、レベルの高い入力信号を前置増幅器のアンテナ端子に加え、スピーカーからの変調音が良く聞こえるようにします。(勿論信号が変調されていることが前提です。)

 中和用トリマーを調整して、スピーカーからの音を最少にするようにします。映像搬送波周波数の場合には、変調信号は、ラスターの水平パターンが見られますので、中和回路を調整して注意深くこれらを最少に調整します。

 調整は最適な雑音指数になるまで交互に行いますが、時には雑音発生器が必要になりますが、実験者が注意深く調整を行えばどのケースも総合特性としては、大差なく行うことができます。

 Fig. 2の回路は、各種部品の共通アース点(一点アース)を示しますが、これは、使用する高周波バイアス部品間の余分な結合をなくするためです。 Fig. 3にニュービスタの寸法とベースの接続を示します。



                        
                          

 この回路は、バンドTとバンドVのテレビの前置増幅器に適していますが、詳細が更に発表された場合には、UHFバンドのニュービスタで実験をすることが必要です。テレビ前置増幅器の場合、低インピーダンス結合巻き線は、アンテナに信号を供給し、増幅された信号をL1とL4それぞれから取り出すために使用します。もし、高出力インピーダンス出力が必要な場合には、L4は使用しないで、信号は直接にアノードからC2を通して取り出します。

 コイルL2とL3の構造と巻き数は、使用するチャンネルによって決まります。普通のコイルの巻き方は、次の通りです。ダストコアーを用いて、同調が出来るインダクタンスの範囲で決めます。低インピーダンス結合コイルは、L2のC3とL3のC1の間に挿入します。

E誘導性中和回路

                        


                           

 Fig..4に示すように少し回路を変更して、容量の代わりにインダクタンスを用い、グリッド・リークによるバイアスの代わりにカソード・バイアスを用います。抵抗R1の電圧降下をバイアスとして使用し、抵抗両端に生じる高周波は、C3によりバイパスされます。ニュービスタのグリッドは、L2を通してシャシーに接続しL5によって効果的に中和が施されます。ここでは、C1はグリッと回路への高圧電圧とL2を通しての短絡を避けるための直流電圧阻止容量として働いています。

 この回路は、カソード・バイアスの影響による効果的な相互コンダクタンスのの影響がなくなりますが、安定度の点で言うとややクリティカルになります。

 インダクタンス中和は、グリッド・リークによるバイアスを使用し、容量中和は、カソード・バイアスを使用する点に注意して下さい。インダクタンス中和とカソード・バイアスの組合せは、Fig. 4に示すとおりFig. 2と比較して簡単な回路です。

 インダクタンス中和は、幾つかの設計上の問題点があります。一つは、ニュービスタの低いCpg(グリッドとアノート間容量)は、むしろ多くの中和用のインダクタンスを必要とします。二つ目は、中和用のインダクタンスと同調用のインダクタンス間の結合を避けるのが難し点です。特に、小型シャシーに配置された部品間では無理なことかも知れません。

 もし二つの回路間に結合があるとグリッド対アノードの帰還量が減少(中和された)するよりは増加することになり、結果的には動作が不安定になる問題が起こります。

 実験という見方方すれば、容量中和は確実に優位にある賭です。中和用容量は、使用目的から言えば空気(誘電体)絶縁の同心型トリマーが理想的です。

Fニュビスター2ヶの回路
 


                       
                           

 Fig. 5は、ニュービスタ2ヶをカスケード接続した回路を示します。初段は Fig. 2に示したグリッド・リークによるカソード接地で、次段のニュービスのカソード回路に結合するために、L2の中間タップから増幅された信号をグリッド接地回路に接続したものです。通常、カソード・バイアスは、R1により与えられ、中和用の電圧は、初段のグリッド回路へL4の一端からC2により容量性として供給されます。カスケード回路は、余り使用されませんが、テレビ・チューナーの前段にニュービスタ1段の増幅回路に比べて、バンド幅、増幅器の構造および中和回路の程度にもよりますが、2〜3dBの雑音指数が改善され、一方利得は、40〜50倍になるでしょう。

RCA 7895 RCA 7895

 上の写真は、R.C.A. 7895のタイプがされた白箱入りのニュービスタです。山肩昭夫氏からの寄贈品です。容器周辺には、”1380007−01”及び”7−43”の捺印がされている。 また容器の頂部には、”7895”及び”25U”の刻印が施されている。容器のどこにも”RCA”のロゴは、印字も刻印もされていない。推測では、RCAがMullardにOEMしたニュービスタではないかと思う。

ヒター電圧 6.3V
ヒーター電流 0.135A
グリッドーアノード間容量 0.9pF
入力容量(グリlトーカソード間) 4.5pF
出力容量 1.7pF
アノードーカソード間容量(金属容器容量を除く) 0.22pF
ヒーターーカソード間容量 1.3pF
アノード電圧 110V
アノード電流 7mA
グリッド電圧 ー1.1V
gm(相互コンダクタンス) 9.4mA/V
mu(増幅度) 64
ra(アノード抵抗) 6.8KΩ
グリッド電圧(アノード電流10μAにおいて) ー4V

                               Table 1 Mullard 社 ニュービスタ 7895 高μ3極管の特性


最少 標準 最大
アノード電流(アノード電圧;110V、グリッド・バイアス電圧;ー1.1V) 5.5mA 7.0mA 8.8mA
増幅度(アノード電圧;110V、グリッド・バイアス電圧;ー1.1V) 54 64 74
相互コンダクタンス(アノード電圧;110V、グリッド・バイアス電圧;ー1.1V) 7.9mA/V 9.4mA/V 10.9mA/V
入力容量 3.4pF 4.2pF 5.0pF
出力容量 1.3pF 1.7pF 2.1pF
アノードーグリッド間容量 0.8pF 0.9pF 1.0pF
アノードーカソード間容量 0.16pF 0.22pF 0.28pF
ヒターーカソード間容量 1.0pF 1.3pF 1.6pF

                          Table 2 Mullard 社 ニュービスタ 7895 高μ3極管の特性のバラツキ

6.ニュービスタを使用した”LDM-810型 グリッド・ディップ・メーター





 左の写真は、測定器メーカーとして有名な LEADER の前身である大松電気株式会社が、ニュービスタ 日立製6CW4を1本使用したLDM-810型 グリッド・ディップ・メーターの外箱の外観です。アマチュア無線局のJA1AKZ 高橋和雄氏のご厚意により寄贈して頂いたので、ニュービスタを使用した応用例の一つとして記載しました。



 右の写真は、元箱から取りだしたLDM-810型 グリッド・ディップ・メーターの本体です。発泡ポリエリレンの蓋を開けると本体と6バンドのコイル群が本体の右側に見える。Fバンド(108〜250MHz)用のコイルは、本体の装着されており、定位置には挿入されていない。













LDM-810型 グリッド・ディップ・メーターの規格は次の通りです。(ママ) 右の写真は、LDM-810型 グリッド・ディップ・メーターのそこ豚を外して内部を撮影したもの。

規格
     周波数範囲;                      2 〜 250 Mc   6バンド

                 Aバンド;             2 〜  5 Mc
                 Bバンド;           4.5 〜 11Mc
                 Cバンド;          10.8 〜 25 Mc
                 Dバンド;            22 〜 50 Mc
                 Eバンド;            48 〜116 Mc
                 Fバンド;           108 〜250 Mc

     内部変調;     約 1Kc
  
     電源;        AC 100〜115V/220〜250V、50/60 c/s、約5VA

     真空管;      6CW4 ニュービスタ

     寸法・重量;   170x70x50mm、約0.8Kg



   







左の写真は、LDM-810型 グリッドディップ・メーターのカバーを外した内部の様子を示します。



写真の中央に見える周波数調整用のバリコンの横に見えるのが、日立製のニュービスタ 6CW4です。



日立製 ニュービスタ 6CW4の容器には、”通信用”、”JAPAN"と”6CW4”の印字が読み取れる。


参考資料
1. 村田良雄:「ニュービスタ 2B-H5、6CW4(Nuvistor 2B-H5、6CW4)」、日立論評 44巻5号(昭和37年5月)
2. 畑 捨三:「新しい受信管とその回路(1)」、テレビジョン、1962−4,16卷4号、p4〜7


                                                   以上