オールアメリカンファイブ

オール・アメリカン・ファイブ（略称AA5）は、設計に5本の真空管を使用した大量生産されたスーパーヘテロダイン ラジオ受信機の俗称である。これらのラジオセットは中波帯の振幅変調（AM）放送を受信するように設計されており、1930年代半ばから1960年代初期にかけて米国で製造されていた。^{[1] [2]}電源トランスをなくすことでユニットのコストを低く抑えることができ、同じ原理が後にテレビ受信機にも適用された。低コスト、短波帯、より良い性能、特別な電源などのために設計のバリエーションが存在したが、多くのセットで同一の真空管セットが使用されていた。

このラジオは、設計上、通常 5 本の真空管が使用されていたため、「オール アメリカン ファイブ」と呼ばれ、真空管時代に米国とカナダで家庭用に製造されたラジオの大部分を占めていました。

トランスレスラジオは 1930 年代以降、何百ものメーカーによって数百万個が製造され、最後のものは日本製でした。真空管のヒーターは直列に接続され、すべて同じ電流が必要ですが、ヒーター間の電圧は異なります。標準的な真空管のラインナップは、5 本の真空管の合計定格電圧が 121 ボルトになるように設計されており、これは電源電圧の 110 ～ 117 ボルトよりわずかに高い値です。したがって、追加のドロッパ抵抗器は不要でした。トランスレス設計では、電源ラインの片側に金属製のシャーシが接続されていましたが、これは感電の危険があり、完全に絶縁されたキャビネットが必要でした。トランスレスラジオは、AC または DC のいずれかで電源を供給できました (したがって、AC/DC 受信機と呼ばれます)。DC 電源はまだ珍しくありませんでした。DC で動作させる場合は、プラグを正しい極性で挿入した場合にのみ動作します。また、DC電源で動作させると、AC電源で動作させた場合のB+電圧160～170ボルトと比較して120ボルトしか得られないため、無線機の性能が低下します。^[4]

設計の哲学はシンプルで、できるだけ安価に作らなければならないというものでした。設計は価格に見合った優れた性能を発揮するように最適化されました。少なくとも1つのラジオ製造業者、アーサー・アトウォーター・ケントは、「ミゼット」または低コストのAA5設計と競争するよりも廃業することを選択しました。^[5]

5 本の真空管ラジオの製造コストを削減するために、多くの設計上の工夫が凝らされました。すべての真空管のヒーターは、ライン電圧から直列に動作できるように、同じ電流を使用する定格にする必要がありました。整流器とオーディオ出力管は、より多くのヒーター電力を必要とするため、他の真空管よりも大きな電圧を降下させました。多くの設計では、整流管にはダイヤル ライトに電力を供給するためのヒーター タップがありました。プレート電流は、ダイヤル ランプに迂回される電流を補うために、整流器ヒーターのその部分を通過しました。ダイヤル ランプが故障すると、整流器ヒーターのその部分に大きな電流が流れ、数か月で真空管が焼き切れる可能性がありました。初期のラジオには、問題を最小限に抑えるための抵抗ネットワークがありましたが、真空管の交換コストは製造業者の問題ではなくなったため、すぐにこれは削除されました。クリスマス ツリーのライトと同様に、1 つの真空管ヒーターが故障すると、すべての真空管ヒーターが動作しなくなります。

ラジオは半波整流器を使用して、AC 電源ラインから直接 160 ～ 170 ボルトのプレート電圧を生成しました。整流器は、厳密に DC 電源では必要ありませんが、問題を引き起こすことはありませんでした。

周波数ミキサーは、別個の発振管のコストを節約するために、ペンタグリッドコンバータ設計を採用した。検出器と最初のオーディオステージは、デュアルダイオード/トライオード複合管によって提供された。検出器/最初のオーディオ管に2番目のダイオードが含まれている場合、自動ゲイン制御（AGC）を提供するために使用することも、AGCバイアスをオーディオ検出器ダイオードから取得することもできます。^[6]

「オール アメリカン ファイブ」の初期モデルの多くは、ユーザーに感電の危険をもたらしました。主電源トランスがないため、AA5 ラジオのシャーシは主電源の片側に直接接続されていました。オン/オフ スイッチがシャーシに接続された主電源の配線にあることが多く、電源プラグをコンセントに差し込む向きによって、セットが「オン」または「オフ」のときにシャーシが「熱くなる」可能性があるため、危険性はさらに悪化しました。多くの電源プラグには 2 つの同じピンがあり、どちらの向きでも差し込むことができました。シャーシを固定する金属製のネジは、ベークライトまたは木製のケースの外側からアクセスできる場合があり、セットを扱っているときにこれらのネジに触れて感電した所有者の例が数多くありました。通気孔は、子供が指や金属物を突き刺すほど大きい場合もありました。同じ種類の危険性は、電圧が 2 倍のヨーロッパの AC/DC セットにも存在していました。

後のセットでは、絶縁ネットワークによってシャーシに接続された内部接地バスを使用することで危険性が排除されました。Underwriters Laboratoriesは、ショックを「安全な」電流レベルに制限するために、主電源から絶縁するフローティングシャーシの採用を要求しました（正確な回路とコンポーネントの値は指定されていませんでしたが、許容される漏れ電流は指定されていました）。シャーシは、通常、抵抗器（通常は220 kΩから470 kΩですが、22 kΩほど小さい値が使用されることもあれば、抵抗器が単に省略されることもありました）が接続されたバイパスコンデンサ（通常は0.05 μFから0.2 μF）によってRF接地（シールド用）に維持されていました。^{[7] [8]}長年にわたり、これらの紙コンデンサは漏れることが多くなり、ユーザーにショックを与えるのに十分な電流が流れる可能性があります。

4 管、6 管、そして稀に 8 管のラジオも製造されたが、一般的ではなかった。真空管整流器付きの 4 管バージョンは、通常IF増幅管がないため性能が劣っていたが、整流管の代わりにセレン整流器を使用した 4 管設計ではこの問題を回避できた。6 管バージョンでは、 RF増幅管、プッシュプル オーディオ電力増幅管、またはビート周波数発振管 (モールス信号または単側波帯変調伝送を聞くため) のいずれかが追加されていた。しかし、これらのラジオは大幅に高価で、販売数も少なかった。8 管バージョンはさらに高価で、6 管バージョンの機能を 2 つ以上追加し、場合によっては IF 増幅管が追加されていた。

「オール・アメリカン・ファイブ」の基本設計は、ラジオの初期の頃に製造された低価格のセットに由来しています。

ラジオ製造業者は、従来のヒーター電圧 2.5、5、6.3 ボルトから脱却し、110 ～ 120 VAC ライン電圧にできるだけ近い電圧で動作する 5 本のチューブの組み合わせを実現しました。1935 年モデルでは、設計者は 5 本のチューブ ヒーター ストリングを合計 78 ボルトまで上げました。つまり、残りの 35 ～ 42 ボルトを降圧するには、降圧抵抗器またはライン バラスト チューブが必要でした。バラスト チューブを使用した場合、1 本は単なる電圧降圧バラストであっても、ラジオは「6 本のチューブ」ラジオとして販売されます。他の製造業者は、ラジオ シャーシの電力抵抗器の代わりに、抵抗線で作られた特殊な AC コードである「ライン コード抵抗器」を使用しました。これらのライン コードは、ラジオをしばらく使用すると、触ると暖かくなる傾向があります。

1935～36 年モデルでは、300 mA ヒーターを使用した 5 本のチューブ (プレオクタル ベースまたはプロング チューブ) の直列弦の例は次のとおりです。

• 検出器発振器: 78
• 中間周波数（IF）：78
• 2番目の検出器と最初のオーディオアンプ: 77
• パワーアンプ: 43
• 整流器: 25Z5

その後、新しい真空管が発売されたとき、別のバリエーションが生まれました。

• ペンタグリッドコンバータ: 6A7
• 中間周波数（IF）：78または6D6
• 2番目の検出器と最初のオーディオアンプ: 75
• パワーアンプ: 43
• 整流器: 25Z5

^[9]

最初に製造された金属管セットには、変圧器駆動の 6 管ラジオに使用できる 6 ボルトのヒーター管が含まれていました。RCA は 1939 年に、この設計用に 12.6 ボルト 150 mA ヒーターを使用した最初の金属8管セットをリリースしました。元の設計では、次の管が使用されていました。

• コンバーター: 12A8
• IFアンプ: 12K7
• 検出器と最初のオーディオアンプ: 12Q7
• オーディオ出力: 50L6
• 整流器：35Z4

このシリーズではグリッドが信号管のトップキャップとして取り出され、35Z4 にはダイヤルライトの備えがありませんでした。

110～117V の AC/DC 設計では通常、150 mA のヒーター電流が使用されます。

シングルエンドオクタルチューブ の初期のチューブ配列は次のとおりでした。

• コンバータ: 12SA7
• IFアンプ: 12SK7
• 検出器と最初のオーディオアンプ: 12SQ7
• オーディオ出力: 50L6
• 整流器: 35Z5

これらの受信機は 1939 年後半に初めて販売されました。カナダの一部地域では設計標準として 110 ボルトが使用されていたため、カナダの受信機では 50L6 の代わりに 35L6 が使用されることがありました。ナイアガラの滝付近の地域では25 Hz の電力が使用されていたため、カナダの受信機には若干大きいフィルター コンデンサーが搭載されていました。

Loctalチューブのラインアップは次のとおりです。

• コンバーター: 14Q7
• IFアンプ: 14A7
• 検出器と最初のオーディオアンプ: 14B6
• オーディオ出力: 50A5
• 整流器: 35Y4 または 35Z3

第二次世界大戦後、このセットはミニチュア7 ピン チューブを使用するように再設計され、ラインナップは次のようになりました。

• コンバータ: 12BE6
• IFアンプ: 12BA6
• 検出器と最初のオーディオアンプ: 12AV6 または 12AT6
• オーディオ出力: 50C5 またはあまり一般的ではない 50B5
• 整流器: 35W4

1948年に導入された50C5は、電気的には50B5と同一ですが、4（ヒーター）と5（アノード）間の高ピーク電圧がソケットの故障を促進するという懸念に対処するためにピン配置が改訂されています。^[1]

戦後、ミニチュア、オクタル、ロカルタイプを混合したセットを製作したメーカーもありました。

もう 1 つの低電力バリエーションでは、真空管ヒーターを 150 ミリアンペアではなく 100 ミリアンペアで動作するように変更しました。これらの真空管は、温まるまでに少し時間がかかりました。

• コンバーター: 18FX6
• IFアンプ: 18FW6
• 検出器と最初のオーディオアンプ: 18FY6
• オーディオ出力: 32ET5 または 34GD5
• 整流器: 36AM3

真空管ヒーター周辺の電圧分布は変化していますが、合計はまだ 120 ボルトの主電源より少しだけ高くなっています。このラインアップはAdmiralラジオ用です。

「農場ラジオ」の改造（通常は販売時点で行われる）により、AA5 を 32 ボルトの直流で動作させることが可能になった。この直流は、一般的に農場の風車で生成される。比較的簡単な配線変更で、真空管ヒーターを直並列に接続して 32 ボルトで動作させることができる。3 つの 12 ボルト ヒーターを直列に、25L6、35L6、または 43 を並列に接続する。ヒーター電圧が仕様から多少外れていても、真空管は機能する。32 ボルト電源で動作させると、ラジオの性能は大幅に低下する。これは、AC で動作させた場合の B+ 電圧が 160～170 ボルトであるのに対し、32 ボルトしかないためである。プレートに 32 ボルトがかかっていると、ラジオは感度が鈍くなる傾向がある。^[10]真空管ヒーター電源のみが風車から供給され、プレート電圧供給用に乾電池が保持される場合もあった。利点は、ヒーターがバッテリーに高い負荷を継続的に与えるのに対し、プレート電圧によるバッテリーの消耗は小さく断続的であることです。チューブヒーターには、ウェットセル充電式バッテリーが使用されることが多く、地元のガレージで充電するか、車のバッテリーと交換することで充電されます。

多くの 32 ボルト農業用無線機は、この目的のために工場で製造されました。通常、これらには 2 つのタイプ 48 電力四極管があり、最低 28 ボルトの B+ 電圧で動作できます。タイプ 48 のペアは並列接続、またはプッシュプル接続されていました。工場で製造された一部の 32 ボルト無線機は、電圧を高めるために電気機械式バイブレーター電源を使用していました。バイブレーター電源は、専用の風力充電器からの 6 ボルト電源、または農業用車両から借りた自動車バッテリーから動作するようにすることもできます。

このセットには他にもさまざまなバージョンが登場しました。その中には、変圧器を備えたもの、6 ボルト電源で自動車内で動作するバージョン(振動子を使用して6V DC 電源を AC に変換し、より高い電圧出力の変圧器に供給可能)、乾電池または主電源のいずれかで動作するバージョンなどがあります。電池バージョンでは、一般的に真空管が使用され、フィラメントは 1.5 ボルトの乾電池 1 本で加熱され、プレート電圧は (公称) 90 ボルトの電池で供給されます。

1 つのバージョンは、バッテリー、AC ライン、DC ラインの 3 つの方法で動作できるため、 3 ウェイ ポータブルと呼ばれ、通常は次の真空管アレイを備えています。

• コンバーター: 1R5 (または、Zenith Trans-Oceanicなどの短波放送の場合は1L6 )
• IFアンプ: 1U4
• 検出器と最初のオーディオアンプ: 1U5
• オーディオ出力: 3V4
• 整流器: 35W4、117Z3、またはセレン整流器

このバージョンでは、7.5 V のA 電池と 90 V のB 電池が使用されました。電池で動作する場合、整流器は必要ないため、A 電池で整流管を加熱する必要がなかったことに注意してください。

このバージョンは、電池で動作する場合、真空管のフィラメントがカソードとして使用されるため、ほぼ瞬時に温まります。この設定は、金属製の「ランチ ボックス」によく似たモトローラのポータブル ラジオで一般的でした。

AA5 はミニマリスト設計であったため、拡張バージョンの余地が十分にあり、「AA6」が誕生しました。

• いくつかのセットでは、RF または IF アンプとして12SK7 が追加されました。この場合、ヒーター電圧を維持するために35L6を使用する必要があります。
• または、オーディオ出力を増やすために、別のオーディオ増幅管を追加することもできます。ヒーターの合計電圧を約 120 V に保つには、2 つの出力管を 35L6 や 25L6 などの 25 ～ 35 ボルト タイプにする必要があります。

少数の「AA4」設計、通常は小型受信機もあり、ほとんどが IF アンプを備えていなかったため、信号の強い大都市圏でしか使用できませんでした (ただし、整流管をセレン整流器に置き換えたものもあります)。

RCA 受信管マニュアルのさまざまな版によると、ハムを最小限に抑えるには、AC/DC ラジオのヒーター ストリングを特定の順序で配置する必要があります。すべての機能が個別のチューブによって実行されると仮定すると、ストリング内のヒーターは次のように配置する必要があります。

1. 入力ステージ
2. バラスト管または抵抗器
3. 整流器
4. オーディオ出力アンプ
5. RFおよびIFアンプ
6. コンバータ
7. 最初のAFアンプ
8. 検出器
9. グランド/Bマイナスライン

すべてのメーカーがこの推奨に従ったわけではありません。

多くの白黒テレビやカラーテレビの受信機は、ホット シャーシや直列配線のヒーターなど、オール アメリカン ファイブの原理を使用して構築されました。この設計は、1950 年代から 1980 年代に最終的に製造中止となった GE Portacolor シリーズに至るまで、主にポータブルまたは安価なセットに見られました。初期のセットでは、真空管の代わりにセレン整流器を使用する傾向がありましたが、後期のセットではシリコン ダイオードが使用されました。これらのセットの一部はハイブリッドで、小信号アプリケーションにはトランジスタを使用し、当時は高価だったパワー トランジスタの代わりに真空管を使用しました。また、チューブ フィラメントと直列に整流ダイオードを備えたものもあり、セットの電源がオフのとき、整流器はフィラメントを部分的に加熱したままにしていました。この技術には、「インスタント オン」などさまざまな名前が付けられています。

セットのシャーシは電源ラインの通電側に直接接続される可能性があるため、サービス ショップでは技術者を感電の危険から保護するために絶縁トランスを使用しました。修復業者の中には、シャーシ セットの通電状態を配線し直してシャーシを常にニュートラルにする人もいます。設計によってはプラグの極性を変えるだけで済むものもありますが、シャーシのアースからスイッチを取り除くために電源を再配線する必要があるものもあります。この変更が保護機能を果たすためには、 電源コンセントを正しく配線する必要があります。

• ユーティリティラジオ
• フォルクスエンプフェンガー

• オールアメリカンファイブ
• アーケインラジオトリビアAA5記事
• 1933 年の放送受信機の開発に関するレビュー、ラジオ エンジニアリング(雑誌)、1933 年 8 月、6、7、20 ページ