真空管アンプのアースについて

質問

最近真空管アンプの製作本を読んで勉強している初心者です。
GNDについて教えてください。
私の解釈は以下のとおりです。
１．回路図を見ると、数箇所にアースの記述があるのですが、これはシャーシのどこかに繋ぐものと解釈しています。
２．コンセントは片側が電信柱経由でアースされていると思います。
３．シャーシの電位は安定していないので、アースと繋げることで、０Vを安定なものとする

そこで、私の疑問は、
１．上記解釈は正しいでしょうか？
２．正しい場合、（特に真空管アンプは高電圧ですので）シャーシにもかなりの電流・電圧がかかると思います。しかし、市販の真空管アンプのシャーシにそれほどの電流・電圧がかかっているようには思えません。これは何故なのでしょうか？そんな気がするだけで、やはりシャーシは相当危険な状態なのでしょうか？
３．正しい動作をさせるには、シャーシとグラウンドをどこかで繋ぐ必要がありますが、２つ穴コンセントの場合、左右を間違えることもあり得ます。そうすると一発で故障しそうなものですが、実際には故障しません。ノイズが微量だけ増加する程度です。これは何故なのでしょう？

たくさんの疑問で申し訳ございませんが、是非よろしくお願いいたします。

回答No.5

iBook 2001（@iBook-2001） · ベストアンサー

はじめまして♪

真空管でも半導体でも、さらにはコンピューター内部でもアースはいろいろムズカイイ場合がありますね。

基板を前提のデジタル回路ですと、基板の１面がアースになっていたり（ベタアース）するのですが、真空管回路では熱の問題や高電圧の関係で、基板を使わない配線が多い物です。

そこで、回路図上のアースですが、実際にシャーシーアースポイントへそれぞれ配線する場合と、シャーシーのアースポイントへ接続した太い裸線をケースに設置する母線方式が代表的でしょう。

真空管回路ではトランジスタやIC回路に比べて高電圧でもありますが、それよりも高インビーダンス回路になりがちと言う点が重要です。

ごくまれですが、回路図通りの配線と部品でも、発振やモーターボディング（全車は高域発振、後者は超低域）に遭遇するばあいもあります。
特に個人の研究された回路実証とか、ビンテージアンプの再現では、回路構成以外に、シャーシー構造やパーツの配置等も重要な場合も有りますよ。

私の知る範囲では、多くの大先輩は入力端子、又は電源回路のをシャーシアースポイントとするようです。（どちらか片方の１点アースも、双方や他のポイントを利用される２点、３点アースの方もおられます）

誤解されないようにあえて書きますが、電源コンセントの片側がアースされている「アース」とは意味が違います。　全体の信号系のアースと言う視点のアースや、電源回路の中点アースなど、ケースを大地（土台）と見なした解釈の場合がほとんどです。
（このため、真空管のOTLアンプでは、シャーシーアースと電源アースが共通になる回路のため、コンセントの差し込みにより１／２の確率でシャーシーに触ると感電します。　笑）

通常の回路ですとコンセントからトランスへ（ヒューズやスイッチなど入りますが）接続するのですが、トランスは入力コイルと出力コイルの間に鉄芯が有る構造です。つまり入出力間で電線は直接触れていませんので、それぞれ違う起点アースとなります。
　電源回路のアースは　電源トランスのケースや整流回路上の中点などです（前記のOTLなど一部特殊な場合もありますが）

昔見た記事では「アンプ回路のアースは下水道」と表現された方もおりますし、「起点だから、絶対にクリーン保つべき」と言う方の記事も見たように思います。　
　両極端な考え方ですけれど、どちらの方の設計アンプも安定していて良いアンプのようです。　

つまり、回路設計と実装が有っていて、高度に調整されている時はスゴイアンプが出来る様ですよ。

直接的な回答ではありませんが、ご質問者様になにか参考といいますかヒントになれば幸いです。

お礼

ご回答ありがとうございます。
他の方からも回答いただいておりますが、
やはりアースは奥が深いですね。

回答No.8

yamame17gou

Fender Amp 実例、実体配線図中VR部等▽がシャーシダイレクトボンディングです。
VR端子２番、３番等、シールド無しの一本線での配線も指示されています。
シャーシ開口部は本体装着時キャビネットに張ってある金網と（後にアルミ箔）接触することによりシャーシ内が一つのシールドルームになる効果を活用する合理的手法で現在では当たり前の処置です。
http://images.google.co.jp/imglanding?imgurl=http://jazzatelier.files.wordpress.com/2008/08/pro_reverb_aa1069_layout.gif&imgrefurl=http://jazzatelier.wordpress.com/tag/gear/&usg=__ogwZLxqXsLE_OjBbOAuQfA50AdY%3D&h=1455&w=2136&sz=111&hl=ja&sig2=neQxtX0dXW6Gt3IaiBM7BQ&um=1&tbnid=yEfIznuKcYYLhM:&tbnh=102&tbnw=150&prev=/images%3Fq%3Drola%2Bsilver%2Bface%2Btwin%2Breverb%26ndsp%3D18%26hl%3Dja%26lr%3D%26sa%3DN%26start%3D18%26um%3D1&ei=_brTSv14j5mRBeb3oYkE&q=rola+silver+face+twin+reverb&ndsp=18&lr=&sa=N&start=15&um=1#start=19&imgurl=http://jazzatelier.files.wordpress.com/2008/08/pro_reverb_aa1069_layout.gif

まだまだ風土の違いでこの種の趣味は海外サイト情報が圧倒的、是非キーワードを工夫しながら興味あふれる情報に出会って下さい。

（回路図はschematicsと言います）

回答No.7

yamame17gou

一度、アンプ等のフレームとアース（大地アースの来ている所で）間の電圧（対地電圧）を測ってみて実体験した方が良いです。
アースしないで測るのが対地電圧確認です、アンプ等はある程度絶縁性のある物、ダンボール、フローリング、カーペット上に置いて測ります。
この時ACプラグの差込方で対地電圧の小さくなるのが設地極極性一致でプラグカバー左側にマーキングし以降、壁コンセントの場合、向かって左の長い極と合わせるといつもキープ出来ます。
どうか商用電源ラインとは機器内トランスで絶縁されていること、商用電源接地極との関係はフレーム対地電圧の影響は微量なこと等、認識を深めてください。

回答No.6

yamame17gou

そんなことは無いですよ、
エレクトリックギターの弦を押さえたりすることとアンプパネル金属部
またはシールドプラグ金属キャップに触ったり裏面スタンバイスイッチ金属部等に触るのも全てアンプグランドに触っていることと同じです。
一般オーディオでも同じで安全に設計製造されています。

回答No.4

yamame17gou

追伸：前半１の回答でVRがグランドされるかの様な表現をしてしまいましたがグランドされるのは、その様な構造のVRのケースフレーム（囲い）であり、端子１，２，３は絶縁されています。
取り付け部ネジによるグランド機能だけでは接触信頼性の問題がありシャーシ間を電気的にもボンディングします。
フェンダー等ビンテージアンプはここで１番端子もグランドしてしまい上流からの信号入力３番端子、下流への２番端子の配線はシールド無し撚り線一本直線最短配線で省力、高域減衰対策をしています。
掃除点検を兼ねてシャーシ内等観察すると実情が解ります。
リバーブユニット連絡用のRCAジャックも絶縁対応していない場合０Vラインは取り付けネジ機構でメカ的グランド、ボンディング線で電気的グランドされています。
以上、訂正方々追記させて頂きます。

回答No.3

yamame17gou

「質問文の上から順に」
１、回路図（実体配線図では無い）は読みやすくする為グランドは適時　　記述位置でそのことを表示します。　
　　実際の引き回しは表していませんがシャーシに接続されます。
　　グランドはハムノイズが最小になる様な配線経路を経て一点アース　　されたりジャック、VR等を鉄板シャーシに直付けの場合、各々の場　　所でもグランドされています。
　　近年では樹脂製ジャック、基板マウント式等で少し違いはあります　　が手間と効果のバランスノウハウで実装します。
　　（アースでも良いが商用電源ラインおよび対地保護導体のアースと　　区別する為、複巻きトランス二次側、機器内の電源および信号系の　　０Vラインをグランド、０V等と呼びます。

２、商用電源接地極の件はその通り、アンプ等フレームグランドの対地　　電圧が低くなる差込方向と関係します。

３、アースは事故防止安全対策処置です。
　　トランス等の静電誘導等での微量な漏れ電圧、異常時の事故電流等　　から人体保護、火災保護を行う為のものです。
　　使用環境によってはノイズ対策に効果がある場合もあります。

「後半質問」
１、上記を参照下さい。

２、複巻きトランスを使用した正常な機器のシャーシはアースされてい　　ない場合も対地電圧が０Vに近い（プラグ差込で接地極選択によって　　最小レベルにも出来る）ことを理解して下さい。
　　危険と言われるのはシャーシ内の高電圧回路のことです。

３、上記既出参照。

以上、参考として下さい。

お礼

ありがとうございます。
アースは絶対的な0Vで、グランドは機器内の相対０Vということですね。
市販品であっても、安全のために通電中はシャーシには触らない方がよさそうですね。

回答No.2

a987654

ＮＯ１の方がかなり細かに説明されているので補足程度に考えて
下さい。
１．ノイズ、高調波、異常発振等を避けるためには１点アースです。
　　１点アースと多点アースの違いは、シャーシのどの点を取っても
　　同電位か否かの違いです。
　　１点アースは同じ所ですからアース点での電位は変わりようが
　　ありません。
　　多点アースの場合、厳密にはすべての点で電位は異なります。
　　ただそれが、アンプの性能に影響するか否かは回路次第です。
　　特に高周波帯域、低電圧（mVとかuＶ）に行くほど顕著になります。
　　また、１点アースにしても接続点までの距離が長過ぎたり線が
　　細すぎたりすれば、別の意味で１点アースの意味がなくなります。
　　この辺りがの１の方の言われているノウハウの部分であり、どの
　　様な回路でどのような配線の引き回し方をしているかにより変わり
　　ます。
２．コンセント回路のアース側はあくまで漏電遮断機を確実に動作
　　させるためのものです。
　　アンプのアースとしては使用できないものとお考えください。
３．＞シャーシの電位は安定していない
　　何に対してでしょうか？理解できません。
　　アンプの安定性は入力信号のアース側に当たる電位が最終段
　　まで同電位であれば仮にその電位が対地電圧に対し常に変動
　　（同相ノイズ：入力信号の大きさではありません）していても
　　１点アースであれば何ら影響はありません。
　　影響が出るとすれば入力段～最終段の間のどこかでおかしな
　　回路を組んでいることに他なりません。
　　この辺も、ＮＯ１の方の言われているノウハウの１つです。

その他では、単に真空管アンプと書かれているので判断はつかない
のですが、オーデオ程度の周波数ではあまり問題になりませんが
Ｍｈｚオーダ（ＦＭ初段、ＦＭ検波等）の回路では部品配置、及び
抵抗、コンデンサのリード線の長さまで影響が出ます。
これは、真空管に限らずすべての高周波回路に共通して言える事です。

ご参考まで

お礼

ご回答ありがとうございます。
「シャーシの電位は安定していない」というのは、手元の本のどこかで見た記憶があるのですが、すみません、見つけられませんでした。

回答No.1

kenta58e2

>１．上記解釈は正しいでしょうか？

古くは、実際そういう結線をしていた事もあると聞きますが、今はどこか一カ所のアースポイント（シャーシとは結合していない）に、回路図上でアースとされている回線が集約するように配線するのが基本のはずです。
（あえて古い手法を使っている製作事例はあるかもですが）

なので、解釈が間違いとは言わないものの、その繋ぎ方は（今は）しないのが普通なので、回路図だけでなく「実体配線図」もよく見て、比較して下さい。回路図だけではわからないノウハウがいっぱいあります。
（逆に、真空管アンプはそのノウハウを知らないと命取り）

２．３．については、１．のとおりシャーシにアースを直結する事は、今は普通はしないはず（するとしてもちょいと小細工して、大電流が流れないようにする）ので、そのあたりのノウハウをよく研究して下さい。

とにかく、実体配線図や配線の詳細写真データがあるモデルで、回路図と実際との違いをよくよく見極める事が重要です。
主要回路だけでなく、「電源回路の実装配線処理」を良く理解すれば、３．の疑問は無くなると思います。

お礼

ありがとうございます。
実際の配線の写真では、アース部分が隠れてなかなか分かりにくい場合が多いのですが、実機をばらしたりしてがんばってみます。