■7MHzQRP・CW専用トランシーバー

何気に7のCWが聞きたいと思ったところから始まり、DDS-VFOだから送信も簡単かなという安易な気持ちで取り掛かりました。

【設計目標】
7MHz帯のCW専用機
送信出力1から2W程度
簡単な回路を目指す
小さめなユニバーサル基板に基本回路を全て載せる
最近勉強を始めたarduinoとDDSを活用する事
それなりに実用性のある性能（受信感度とか安定性など）
うまく行くかどうかは分かりませんがフルブレークイン動作

【回路全体の概略】

とりあえず、今できているところまでの回路を描いてみました
つまり、回路を考えて制作に取り掛かったのではなくて頭に描いた構成で作り始めたというわけです。
だから概略と言うのか・・・　各パート毎にかいつまんで説明したいと思います。

DDS基板は70ミリ×47ミリ、TRX部分は120ミリ×80ミリのユニバーサル基板作り込んでいます、DDS基板にはarduino nanoとAD9834のDDS、そしてバッファーアンプを載せました。

【受信部】
受信部は高1中1でフィルターはFL-45という500Hz帯域のアイコム製CWフィルターが手持ちに有ったので使いました。
RFトップは複同調回路にするつもりで当初考えていたのですが、どうせアンテナを持っていないので、適当に線を垂らして聞くにはその必要も無いと思い省略しました。
こんな簡易なものにFL-45は勿体ない気もするのですがラダーフィルターを自作するのも面倒だし今使わないと今後使わないかもしれないし・・・

ミクサーにはSN16913Pが部品箱の中にたくさん残っていたので使いました、混合と検波（復調）の2か所に使っています
DDSとBFO共にSN16913Pの2番ピンには約500mVの信号を供給するよう作っています。
このSN16913Pの変換利得は未知数なのですが、6dBくらいあるといいのですがどうなんでしょ？

最初はSN16913Pで復調したら直ぐにLM386に突っ込んでいましたが、音が小さいため2Sk2881のアンプを追加しました
おそらく高周波段の利得が低すぎるのでしょう。

【AGC回路】
増幅段が少ないため普通にはAGCの効きを期待できないと思い2つの工夫をしました
1つはAGC検波用ダイオードにバイアスをかけて微小信号から効き始める事。

2つ目はアンテナ側にpinダイオードを入れてAGCと連動したATT回路を簡易ではありますが搭載しました
pinダイオードが2個直列になっていますが実験時に1個よりも効果的だったのでそうしました。

AGCの検波は倍電圧回路にはしていません、経験的に倍電圧にしてもAGC感度は上がらないからです。

【送信部】
送信部は2ステージ構成として最低でも1W出力を目指します。
送信部の終段を除いて全体を7V（実働7.4Vとなっています）で設計しています
最初、3ステージで構成していてプリドライブとドライブを作って計測したら利得過剰で歪みまくったので2ステージにしました。
終段のゲート側にもトランスを入れて回路の安定化を図っていましたが配線距離も短く省略できるだろうと思い簡易な方法に作り替えました、そのためインピーダンスについては不確定な回路となってしまいましたが、とりあえず動作中はそれなりのところに落ち着くようです。
2ステージともにNFBを軽くかけています、ドライブの2SC2055はエミッタ抵抗として4.7Ωくらい入れた方がインピーダンス的に得策ですが今回は省略しています。

終段は設計当初（頭の中で悶々と考えているだけの状態ですが）から、電圧と出力との兼ね合いで、みなさんがよくおやりになってる4：1のトランスまたは直結（1：1）で1W狙いの回路手法は適切ではないと考えていたため、2：1のトランス変換がベストのはずと思い設計しています。

【SideTone】
サイドトーン回路はツインT型で手持ちのコンデンサの容量で組み合わせたのでこうなりました、周波数は低めに設計し600Hz辺りです。

【電源関連】
外部電源から回路に目標の供給電圧を得るために三端子レギュレーターを使いました、TA4805Sは低損失型の5Vレギュレーターです、出力電圧＋0.5Vの入力で5V（0.5Aまで）が取り出せます、更に電流を流す場合は＋1V（入力8.5V以上）くらいあると良いみたいです。
と言うことは7.5Vを予定すると8V以上の入力があればいいということでして、現在は9VのACアダプタで動作させています。

あっ　説明が足りてない
5Vレギュレーターなのでダイオードを4個 カマシテ嵩上げして7.5Vほど取り出せています。
その後、ここにPNP型トランジスタで送受用電源を切り替えています、ここにPNPを使ったのはNPNではロスが大きすぎるためです。

【アンテナ切替部】
アンテナ切替は、実はかなり悩みました
少ない部品数で目的の結果を得るにはどうしたらいいのか・・・？

終段部とLPFを基板に実装した状態で残った僅かなスペースで目的を果たす必要があります
（ポップノイズの対策の時も同様な理由で悩みました、なんせユニバーサル基板のランドの数と配線の取り回し、そして可能な限りジャンパーレスを目指しているので）

アンテナ切替について回路の説明をすると、送信時は素直にLPF経由でアンテナ側にまっしぐら信号が流れます
GND間に入ってる150μHと通電されていないMI204はインピーダンスが高く無いものとして動作します。
受信時はMI204が導通してアンテナからの信号はRX部へ流れます
この時、送信終段のFETはOFFですからかなり高いインピーダンスになるはずです、そのため送信用の回路がぶら下がっていても受信感度には殆ど影響しない、あるいは全く影響しないと考えられます。（まっこれは持論なので理論的な正解は知りません）。
この回路はLPFと終段の間だから成立します、これをLPFのアンテナ側で行った場合はインピーダンスの関係が成立しないため使えません、この回路を参考に自作される方はご用心ください。

【VFO】
arduino nanoとAD9834のユニットを使って構成しました、DDSの出力に回路図の通り2SK241のバッファーを載せています。
表示器は1602型のLCDです。

arduinoのスケッチはパクリ物を改変して使っているので載せていいのかどうか分かりませんがここをクリックすると別窓で開きます。
arduino IDEはver1.8.12を使っています。

DDS-VFO部の回路図は載せませんがpinアサインはスケッチを見ればわかるはずです。

【制作しながら　あれこれ】
★ノイズ対策
実は受信部を作って試しに鳴らしてみたら、ボリュームを上げるほど信号がノイズに埋もれて聴きとれなくなるんです、それでオシロであれこれ波形を見て愕然としました。
あらゆるところにスパイクノイズで出ています、このスパイクノイズはあらゆる部品を通過してきます。
調査の結果わかったのはLCDユニットからのノイズが凄いみたいです、
対策方法だけ書くとarduinoからLCDユニットまでの配線に使っていたフラットケーブルを止めてシールド線にしました、
SCL・SDA・VCCの3系統を独立してシールド線を使います、これだけで解決なのですが、そのシールド線を握ったりするとノイズが増大するのを確認したのでFT82#61（本当は43材の方が良いはず、手持ちの都合で61材）に3本まとめて3回巻きつけました、これで何をしてもノイズが増大することは無くなりました。

フラットケーブルで接続しただけだとこんな波形が電源ライン等あちこちに乗ってきます。

コアに巻いてみたら軽減しました、

ですが、ケースに組み込むときは更に改良しますけど、とりあえず配線をシールド線に変更しコアに巻いた状態がベストです。

すっかり綺麗になった電源ラインの様子です

★簡単にパワーが出てしまった送信段
ファイナル部は1Wから2Wを予定すると、何かしら丁度いいトランジスターがあるといいのですが、部品箱を引っ掻き回してもなんもでてこないため、以前に買ったRD16HHF1を使う事にしました、この時点では低電圧の低出力回路には向いていない気がしたのですが、あっさり一発で2W出てしまい驚きました。
この終段部とドライブ段は何度か作り替え（部品数を減らすために）ました、ドライブには2SC2055を使っています、12V設計だと2SC2053になるのですが7V程度だと2055の方が適切だろうと思います（データシートを見る限り）。
ドライブ段も最初はパワーが出過ぎてしまい現在はNFBを多めにかけて30mW出力にしました。

T1のトランスは電圧と目標出力との兼ね合いから2：1（50Ω：25Ωとするために）に近い比率にするため9R：4Rになるトリファイラー巻にしています。
0.29ミリのホルマル線をトリファイラー巻するにはFT23だと巻けないのと飽和するだろうからここはFT37に巻いています。

最終的に、9Vで315mA（2.835W入力）で2W出ているため効率は約70%です。
この終段の電圧は7.5Vの方に繋ぎ変えると、1.56Wの出力となりました、7.5Vで使うつもりなら1Wに絞った方が僕としては楽です、理由は通信相手に1.5Wと打つより1Wとした方が楽ですから。
熱が殆ど出ないためスペース的に邪魔だった市販の小型放熱器は止めてアルミ板で気休め程度の放熱をしています。

LPFは最初3段にしていたのですが3fが押さえ切れていないようで4段にしました。

蛇足ですが終段部無しでドライブ段までの状態で計測すると、高調波の発生も無く（有るはずだけど手持ちのFFTでは計測できないレベル）とても綺麗な波形なのに終段部を追加して計測すると何故か2f・3f・5f・・・・と高調波が突然ガッツリ発生(LPF無しで計測)し波形もクリップした感じで残念な状態でした。
いろいろ作り替えましたが決め手が見つからず時間ばかり過ぎるのでLPFに助けてもらう事にしました。

このRD16HHF1と2SC2055（2SC2053も含めて）は前回もそう思いましたが歪みの多い印象が残ります、正直言ってSSBには使いたくないなぁと思ってます（アイドリングを増やしてリニアリティを得るのは電池運用を考えると避けたいです。ですが送信時にしか電流が流れないので2W出力時の315mAまでアイドリングを増やしたところで、なんら体制に影響はありませんけどね）。

終段のアイドリングを変更するとスプリアスのレベルや出力も変化します。

LPFにはT25#6を使っています、2Wで連続送信しながら計測をしていたらコアがホンノリ温かくなることに気付きました、もしかすると飽和しかけてるのか？　それとも飽和してる？　飽和してるならT37#6だと3段でも所定の減衰率を得られるのかもしれません。
ここのLPFに使ったコンデンサの耐圧が50Vなので1W機として仕上げる事にしました、実運用時に50Ω純抵抗は有り得ないので安全策をとる事にしました。

2W出力時の様子です。9Vで0.31A流れてます

1.56Wです終段のドレイン側電源を9Vから7.5Vに接続しなおしただけです。

1Wの様子です、7.5Vラインに接続して0.2A流れています

こんな感じで、1Wの時は67.5%程度ですがそれ以外は70%の効率で動いているので終段のFETは殆ど熱がでません。

【ポップノイズ対策】
おそらく　この件については大勢の方が工夫して乗り越えておられる事と思います
僕の場合は、限られたスペースに対策回路を構成する必要があり悩みました。

バカみたいな方法ですが閃いた対策方法を書いておきます
ポップノイズの原因を考えて、それを誤魔化す簡易な方法は以下の通りです。
下図を参考にしてください。

波形を観測して対策を考えましたが図のタイミングは分りやすいように誇張して書いてます。

回路で書くとAFプリアンプの辺りです

簡易過ぎるほど簡易ですが、この方法で完全にポップノイズは無くなりました。
ですが、この後でサイドトーンの回路を追加したので、そこからの影響が僅かにありますが殆ど気にならないレベルです。
気になる方はデジトラのベース側のコンデンサC2は1μより増量してタイミングをずらすと良いでしょう。
D1とD2はC1・C2の溜った電気を他所の回路に流さないように逆流防止です、ショットキーダイオードにしたのは基板裏側に取り付けるためチップショットキーダイオードしか持っていないからです。

【作ってる過程の様子を写真にしてみました。】
受信部のトップRFコイルから始めて受信回路全体・BFO・AFアンプなど

電源コントローラーを載せました。

受信部の実働テスト中です

送信段を作り始める、ドライバー段配線中

気に入らなくてドライバー段を作り替え

終段部を作ってみた

終段部も気に入らなくて作り替えした、インプットトランスが不要かな？、放熱器も邪魔だし

LPFも付けて各種計測準備

出来上がった送信部

今度はアンテナ回路・送受信切替部を取り付ける

その他、一旦ここらでしばらく冷却期間を置き回路のリファインを行いました
変更したのは多数ありますが主に定数の変更です。
もともと載せてなかったけど追加したのはAFプリアンプと復調後のAF用LPFくらいでしょう
どっちにしても簡易な回路だし基板サイズと配置の都合で、できる事は限られてますからね。

回路全体を通して自分なりに感じているのは同調コイルが予定よりも少ないことです、これはBFO・送信段のバッファーアンプ（今は搭載していません）・1stミクサーの出力部・RFトップの複同調回路を省略しことで3個しか使っていません。

例えばBFO回路は最初コレクター側に同調回路を入れていましたが高調波が余計に発生するばかりでメリットが無く、エミッターからLPF経由にした方がベストだったからです
「1200Ωで計算したLPFです、レベル合わせの為、出力側に抵抗を入れてレベル調整しています。」
波形はFFTで観測すると下記の通りです

とにかくコレクタ側に同調コイルを入れるより遥かに綺麗です。

蛇足ですがFT23#43は15Tを超えるあたりから（回路では19Tと20Tのところ）巻き数が多いと密巻きになるせいか予定よりもかなり多いインダクタンスになるみたいです、LCRメーターで実測しながら何度か巻きなおしました、回路図には実測値を書いてます。

続いてAGC回路ですが、ここに使っているコイルは最初はマイクロインダクターを使っていましたが（BFO部のLPFにも）、インダクター同士の結合がありましたのでトロイダルコアに替えました。
それとAGC回路のアンプ2SK241はインダクターからトロイダルコアに変更したら発振気味だったので3.3KΩをパラってダンプしてます。

AGCの設定方法はアンテナを繋がない状態で、VR1を最小にし、VR2で3.8VくらいにAGC電圧を調整し、その状態でVR1を回してAGC電圧が3.2Vくらいになるようにするとダイオードに程好くバイアスがかかり感度の良い動作具合になります。
AGCの効きはとても良いので簡易な受信回路の割に使い物になります。

今回作った7MHz　QRP　CW専用トランシーバーの回路図は以下の通りです。

一通りできあがったけど、未だsメーター回路は閃かないからケースに入れられない
それとエレキーをどうするか決めていないし・・・

それはいいとして、目標にしていたことは達成できたと感じます
受信感度は良いと思います、適当にリード線（数メーター程度）を転がして聞いてますが鳴り方からして十分な感度です
心配なのは、まともに7メガ用アンテナを繋いだらどうなるんだろう？
強力な信号で抑圧されて使い物にならないのかもしれないし　んー　わからん
ハッキリしているのは、僕はアンテナを持っていないので、その心配は無用ですけどね。

送信部に至ってはこんなに効率の良い結果が出るとは驚きました、リニアリティについては疑問がありますが用途によってはRD16HHF1は丈夫で使い易い石だと思います。

DDS-VFO部全体（LCDも含めて）で60mAの消費電流（LCDのバックライトは330Ωの抵抗を入れて減光しています）
受信部がLM386のアイドリング5mAや各コントロール回路を含めて70mAなので、受信時は130mAからの動作電流です
送信時はDDS-VFO＋送信段（ドライバー+終段）＋その他合計で230mA300mAほどです。

ユニバーサル基板を使いましたけど、1か所だけ信号の流れの都合でアースループを形成せざるを得なかったのが悔しいです
最初から、総合的に設計し基板への配置を考えておけばよかったのでしょうが、作りながら回路を考えながら配置も考えながらと付焼刃的な進め方をしたため仕方ないと思います。基本的にポイントは押さえてるつもりの配線なり配置なので今の僕の技量としてはベストな方ではあります、それは回路がとても安定しているため結果から判断できます。

今回1つだけ残念なことはSN16913Pは入手不能だと思う事です、理由は回路の定数はかなり吟味していますがトリッキーなことはしていないため、とても再現性が高いはずです、だけどSN16913Pが無いよってことです。
それの代わりに612でもいいのでしょうが、おそらく直ぐに飽和して使い物にならない気がします、それこそアンテナ側にVRでも入れてグッと絞れるようにしないとダメでしょうね。

やっぱアナログ受信回路で聴くCWの音は良いですね、この間のSDR式は僕には向いていないみたいです。
ケースに入れたら　また何か追記説明する予定ですけど、いつになるやら

written by boss \\ tags: 7MHzQRP CW トランシーバー

やっぱ7MHzのCW専用トランシーバーを作りたくて試行錯誤中です。

先日のAD9850を使ったDDS VFOは全体で100mAちょい流れるので別の用途に利用するとして
今回はAD9834でなんとかならんかと思いつつ実験をはじめました。

弁解を先にすると、プログラムはさっぱり分からないので壁に突き当たるばかりで苦労してます
だから、どこかからスケッチをパクってこなくてはなりません
自作と勉強の第一歩は真似をすることだと思います。

パクらせてもらったのはこちらのサイトです
JH7UBCさん　断りも無くパクりました　ありがとうございます。
スケッチは、そこの一番下の方にリンクがあります。

それで、実際に動作させると表示が寂しいのと必要とする機能が少しだけ違うのでアレンジしました。
おもな変更点は

• 周波数表示をドット区切りにしたこと
• RITの変化幅を980Hzから5000Hzにしたこと（将来はTITも搭載したいと考えてます）
• 送受信の発生周波数を切り替えるようにし、ついでに送信時はTの表示がするようにしたこと
• その他、少々

で、その改変したスケッチで動かしてるのが下の画像です

送信モードにしてTのマークを表示させています、RITもonで5KHz可変してます。
実際の運用機に搭載する時はRITのリセット機能とTITの搭載も考えています。
この状態（LCDのバックライトon）総合で48mAの電流なので、なんとか許せるかなぁと・・・

ブレッドボードの配線が妙に多いのは、ついでにエレキーの機能を追加したのでそのためです。
今日の時点での話しですが、エレキーについてはエレキー動作（操作）時にもVFO関連の操作もできるし送・受切替の動作も所定通りできますが実践向けにはまだ改善と工夫が必要です
ご存知の通り（いやー　僕はその時まで知らんかった）ARDUINOはシングルタスクなんですね
最初、エレキーの動作を追記して試したら、どちらも使えるけど同時に両方は動かないというのがありまして悩みました
いまも完全解決ではないのですが、疑似マルチタスクのような感じで動いています
この件で追加したのが「SchedulerARMAVR」ライブラリーです
void loopを複数実行できるのは今の僕にはありがたかったです。

このライブラリーはこちらのサイトを参考にしました
僕でもできたので、既にみんな知っていると思うのですが
蛇足ながら書いておくとこんな手順です

githubにアクセスする　　https://github.com/fabriceo/SCoop
表示されたページに　SchedulerARMAVR　がありますので、これをクックする
そしたら　cppとhがあるので、それをARDUINO IDEのライブラリーに登録すればすぐに使えました
僕はARDUINO IDEバージョン1.8.12です。
もっと知識のある方、こんなことしなくても、簡単にやっつけちゃうんでしょうけど今の自分にはこれが精いっぱいのところです。

とにかく少しずつしか進まないので根気強くやらんと　いけんね

written by boss

何から話そう・・・

先日、14MHzのSSBトランシーバーを一応完成させてから、ふと思ったのが14はアクティビティが低いみたいで普段はガラガラなんだな
そこで7メガのCWを聞きたくなって簡易なモノを作ってみたのだが
何かしらVFO部分は手間ななんだな、既に手持ちのメカギアも無いし・・・
そこで、悶々と考えていたら何となくだけど「おやじ工房」さんのSDR-3ってのをCQ出版から買って作ってみた
これ、ちょっと思うのと違ってて直ぐに熱が冷めてしまった
ケースにも入れないでこんな状態にて机の端で使ってます

この件については後日何かしら備忘録として書き残したいと思います。

その後も、好奇心が先走り悶々とした状態が続く中
突然DDSを使ったVFOをやってみたくなった
ネットで調べるとDDSモジュールとワンボードマイコンでそのVFOが手に入るらしい。

小型に組みたかったので、生意気にも初めての経験だけどArduino nano とAD9850とやらをアマゾンで買って試してみる事にした。

ここからこんなに苦戦が続くとは、超えられそうにない壁にぶち当たってしまい泣きそう

既にこの組み合わせでのDDS式VFOは旬が数年前に終わっているみたいで、今更こんな事を始めたのもタイミングの悪さを感じてしまった次第です。

でっ　表題のAD9850がの件ですが、これが動かなくて丸二日悩んだ
結論はクロックが発振しない事

この件についてネットで調べると、こんなモノらしいというネタばかりで125MHzのクロックがダメっていう記事が多く、どうやら自分もそれに当たったようで困りました。

Amazonで買ったので返品なり交換も可能なんですが、交換してもらったとして次はOKとは限らない
そこで、このクロックだけDigiKeyにて買う事にしました
まっこれも授業料ということでしょうか、届くまでには日数がかかるので、しばらく休憩かな。

しかし、どうも納得ができません
この画像の真ん中あたりにある125MHzのXOですがAD9850チップと合わせて疑問があります

とにかく納得できないので自分なりに調べてみました

先ず125MHzのXOですがASVの表示が見えます、メーカーのデータシートを見ると3.3Vが標準電圧です
AD9850は3.3Vと5V、どちらかの単電源仕様と書いてあり、3.3Vだと110MHz、5Vで125MHzとなっています。

にも拘わらず、AD9850モジュールを使ったDDS VFO関連の情報は皆さん5Vで使わないと125MHzで動かないみたいな内容で、それらの記事には全て5Vで使う回路になっているし動作している様子が写っています。

どういうことなんだろう？？？

データシートを何度も読みましたけど僕の解釈では
AD9850チップは125MHzクロック入力で駆動処理させるには5Vが必要で
3.3Vだと110MHzまでって書いてあるように読み取れるのですが・・・　ぼくの読み違いかな？

そしてXOについては3.3V仕様でして、この買ったAD9850モジュールに搭載されているXOがたまたまそうだったのかもしれませんが5Vは規格オーバーでしょって思いました。

あれだけ悩んだAD9850モジュール、不良品だと思ったAD9850モジュールが
なんと3.3Vだと発振するんですよ

そうするとAD9850自体は5Vで使いたいがXOは3.3Vで使いたい
だけど基板の都合ですから両立させるには改造するしかありません
本当にAD9850モジュールは5Vじゃないと目的の動作をしないのでしょうか？

とりあえず、Arduino nanoから出ている3.3VラインをAD9850モジュールに接続してみたところ
あっさり動作しプログラム（スケッチ）なりの動作をしていることが確認できました。

これでArduino nanoとAD9850モジュールとの組み合わせで目的のDDS VFOが作れそうです
重複しますがAD9850モジュールに搭載されているXOは5Vだと発振してくれませんでした。
それにのに大勢が5Vでうまく使えているというのは旬を外したから適当に組み合わされたモジュールを僕が買ってしまったという事なのかもしれません。
ですが、5VではXOの温度もかなり熱くなるらしいこともどこかに書かれていました、つまり3.3V用XOなのに5Vで動かすから過熱しているのではないかと想像もしています
僕のは長時間テストしましたけど少し熱を持つ程度です。
ただし、この場合3.3VはArduino nanoからは取らない方がいいと思われます
互換品にはUSBチップとしてCH340Gが載っていますが、これの3.3V出力は出力容量が低いみたいなので壊れる可能性が有りますから僕は別の方法で電源供給し長時間稼働テストしました。

本日の時点ではブレッドボードで動作検証の範囲ですから、そのうちにSDR-3の件も含めて整理して書いてみようかと思います。

written by boss

いまこんなのを作ろうと思ってます

2FET+1ICで7MHz CW専用スーパー式受信機です
ダイレクトコンバージョン（DC）みたいな回路ですが実は高0中0のスーパーヘテロダイン方式の受信機です。

もっと気の利いたのを考えていたら、先にそれの簡易版を作ってみる気になっただけの話しです。

アンテナからの信号は最初の3SK74がミックスとVFO回路として動作し中間周波数の9MHzへ変換します
その後すぐに3SK74で検波とBFOをこなしてAF出力となります。

それぞれのパートはバラックで動作確認をし所定の動作をてくれるのを確認しました。

9MHzのフィルターは水晶1個です、最初は6個でCW用を作ろうと考えて試していたら手持ちのコンデンサではリップルが大きくて追い込みが面倒になったので1個だけで試したらとてもいい感じになりました、見かけよりも十分な性能があり簡易回路には最適ではないかと思います、中心付近の帯域は800Hz程度で。

可能な限り手持ち部品で作る計画です、基板はエッチングしたりするのは面倒なのでユニバーサル基板を使おうと思います。

なんとなく予想しているのは50年近く前にDC受信方式を使った7MHzのCWトランシーバーを作って楽しんでいた時を思い出すと、7MHzの場合は何故か簡易な物でも感度に不満は無くいい感じでした。
そのことから考えると普通のDC方式よりは利得があるので実用性は十分なのではないかと思っています、それに今回は先日の14MHzモノバンドでは、静かな時間が多くて楽しくないので7MHzならCWくらいいつでも聞けるのではないかと思い、とにかく最小限のものを作ろうと思います。

実際に組み立て終えてみないことには、どうなるのかは不明ですがコロナ自粛中が続きそうなので近日中には形になると思います。

written by boss

前回に続いて14MHzモノバンドSSBトランシーバを完成目指して頑張ってみました
本日の時点では全体の95%くらいまでの仕上がりではないでしょうか・・・。

追加予定なのはPoメーター用回路、ALC関連です。

受信部については、結局のところ深追いしまくって全体のレベル調整のために各段の動作点を見直すべく定数の変更と一部は回路の変更なども行いました
いずれにしても今更基板を見て回路を起こすのはかなり面倒なのでブロックダイオグラムと一部だけ回路の掲載ということで済ませようと企んでいます。

ブロックダイアグラムは最終的に下記のようになりました
終段部は後述します

もしかするとIF段はDBM以降の2SK125によるIF AMP1は不要な気もします。
9MHzとか表記してますけど、実際にはそれぞれ端数があるのですが面倒なので簡略化してます。

IF AMP4の所を書き出してみます、3SK74を使った箇所は、どこもこんな回路となります

このIF AMP4からAGC用の信号を貰っています、AGC回路は下記の通りです
増幅型です、とは言っても所詮2SK192A-Yなので増幅率はとても低いです、最初はトランジスタだったのですが利得を押さえるのが面倒だったので捨てるほど転がってた2SK192を使ってみました。

ここのAGC回路で目指したのは感度の良さです、アンテナを繋いで外来ノイズでもメータが動くくらいのが（ノイズのレベルにもよりますが・・・）丁度いいと考えています、モービルホイップで受信してみてスピーカーから聞こえる音の感じとSメーターの振れ具合が自分の感覚に合っていることを優先したら、こんな回路になってしまいました。

ここのAGC回路から、最初は（20数年前に作った時）RFトップに入れているATTのコントロール回路にも制御電圧を接続していたのですが、今回の作り替えた回路ではATT制御から切り離して3SK74を使ったIFアンプの部分だけに変更しました。
ATTはpinダイオードを使った減衰回路ですが、大きな入力信号をグッと絞り込むことができて簡単な割に効果は大きいです
余談ですが、当時はビッグパワー局が近所に多数いましてそれの対策用でした。
今回はATT回路には別の簡易な回路を追加してボリュームにてRF感度の調整ができるようにしました。

さて、ここらでSメーター回路をどうするかと悩みました、今回の回路ではAGC出力のインピーダンスがとても高いため、メーター回路を真面目に作るとcmos型のオペアンプかFETを初段に使ってHiインピーダンスで受ける回路を構成する必要があり考えただけでバカみたいです
たかがSメーターに（こんなオモチャに何で今更って感じです）
そこでIFアンプのソース電圧が変化するのをそのまま利用することにしました、これだと抵抗とボリュームだけで済みます。

ここで使ったメーターはジャンク箱をかき回して発見したラジケーターですが素性が分かりません
テスターの抵抗レンジで測ったらDCRは600Ωで、この時に6割程度メーターが振れました、この状態でメーターの両端の電圧を測ったら0.12Vでした
このことからフルスケート200μAくらいのメーターだと思います。
1KΩのVRで0点をセットし、10KΩのボリュームは感度と言うかフルスケートのセットができます。
※各回路の温度ドリフトは考慮していません、事実温度ドリフトにより0点は多少ズレたりしますが気にしません。

こんな感じで作りかけの本機とモービルホイップを持って通勤途中に受信を楽しんでおりました
以前に面倒だから途中で投げ出していたメーターの穴も加工して取り付けました
（写真が小さすぎてメーターのところが見えないけど後日アップします。）

こんな感じで14MHzをワッチしているのは、もはや変質者と思われてもしかたないですね。

こんな事をしていたら、やはり何かしら電波を出せる状態にしてみたいですよね
このままの回路だと歪まないところで100mWくらい、歪み覚悟で最大400mW近く出るみたいです。
それにフタもしたいので・・・

あっそうだ　電源は基本的にリポバッテリーを今後も使います3Sなので約12Vです。

では送信部の終段部を作ります
目標は3Wです

ここは、マジで悩まされました
トランジスターが無いんですね、もちろん以前の断捨離によりたくさん持っていた2SC1306とか1307とか1個もありません
通販でも探したけど製造中止なんですね
50年近く前に使っていたものですから当然ですね
驚いたのは代替品も見つからない事です
半導体資料をネットで探してたら三菱のFETがあったので買ってみましたRD16HHF1ていうんですけど、データシートを見るとなんだかパッとしませんね
30MHzで12.5V　16W　Gp16dBとかって　微妙ですね
理由はアプリケーションノートを見たら
えーこの回路でこの数値　んー　メーカーさんの奇跡的ベストデータがこれで、それを達成するのにこの回路　あー　ちょっと自信無いな

とにかく通販で簡単に安く買える事も大事な要素なので考える前に樫木総業に注文してしまったんですよ
何が問題かと言うとゲインが期待できない事です、もしかすると14Mあたりでは22dBくらい取れるのかな？　取れたらいいなぁと思いつつ

試行錯誤の末　最終的な回路はこれになりました

作ってる最中に記念写真も撮ったのでアップしときます
目標3Wですが後日ALCもかけたいので5W出力として設計します

この終段部の説明をしておきます
入力部は1:4の接続です、50Ωを200Ωに上げてゲートに入れてます
4:1とか1:1もテストしましたが、もともと2SC1307用に作ったドライブ段なので納得できる動作には1歩届かずです気に入りません

1:4として接続しゲート側に200Ωをパラってるのは200Ωを明示的にするためです、そうしないとドライブ段の出力が50Ωである前提での動作が期待できないからです
それと、FETは僕の勘違いでなければ電力ドライブではなくて電圧ドライブなので1:4のトランスとすることで昇圧が期待できることです
小さなドライブ出力で効率よくFETの終段を動かすには必然的と考えています
これより高めにするのは安定性が未知数なので1:9での450Ω動作等は試していません。

それと、もしかするとゲート・アース間に抵抗を入れている人が多いようですが、僕には理由が分からないので入れていません。
真似をするのは簡単なんですが理解しないままでは意味が無いので将来その理由が分ったら対処したいと思います。

コンデンサーとトロイダルコアはジャンク箱を引っ掻き回して見つけたもので容量不足な所はパラってみたりしています、コアについてはT-36#6以外のものは予想にすぎません
10回巻いて容量を測り、透磁率を推測し、こんな型番なんだろうと思い込みのみで作ってますが経験的に記載の型番の部品と巻き数で十分な再現性があります。

RD16HHF1を使って、丁寧に設定する箇所はゲートバイアスの電圧です
ドレイン電流を測りながら各種テストした結果、僕はアイドリングを120mAにしました、この時のゲート電圧は3.9Vです。
0.1Vの変化で激しく電流が変わります
そのため、ゲート電圧の測定に入力インピーダンスの低いアナログテスターでは計測しない方がいいです、ただしドレイン電流だけを見ながら調整するなら問題ありません
細かくデータ取りをするならDMMを使いましょう。
参考になるかどうかは分かりませんが
4V　150mA
3.9V　120mA
3.85V　100mA
この時、ドレイン電圧は13Vで調整しましたが11Vから13V強まで変化させてもアイドリング電流は大きくは変わりませんでした。
このバイアス用にわざわざ三端子レギュレータを使うこともしていません
TX8.8Vラインは安定しているので問題ないと思います、それと最近は三端子レギュレータは密かに妙な周波数で発振していることを体験したので無暗に使うのは避けようと思っています

送受の切替に当たってRD16HHF1のドレインへは常時12Vがかかっていますが、動作の停止・稼働はゲートバイアスの有無のみで行っていますが問題ないと思います。

NFBは後から付けたんですが、無いよりは有った方が歪みの特性は良いようです
NFBをかけても最大出力は変化しませんが入力感度が低下するだけです、モノバンドなのでNFB無しにしようと思ったのですが歪みやすいので付けました
240Ωにしたのは1KΩから順次小さくしていくと、この240Ωあたりがバランスが良かっただけの話しです
120Ωまで下げるとNFBが効き過ぎてドライブしきれなくなりました
あまりNFBをかけすぎるとある領域を超えたときの歪み方が激しすぎて怖くなります、というか波形を見てそう感じましたので程々というのが大切みたいです。

終段部は回路図の通りですが、もしこれを参考にお作りになる方がいた場合の話しですが
T1にパラッている200Ωは別として、他の抵抗値は適当でいいです
重要ポイントはゲートバイアスのみです（低すぎると1ミリも動きません）
バイアス調整用に3.3KΩと1KΩのVRで構成していますが、もっと簡単な組合せで最初に試した10KΩのボリュームだと変化がシビア過ぎたのでVR調整しやすいように手持ちの1KΩVRに合わせて決めただけです、VRを出てT1へ行っている3.3KΩは2KΩ以上あればOKです、なんせゲートには電流が流れないので抵抗による電圧ドロップは気にしなくて良いのです。

ゲートに入れてるパラ止めの10Ωも僕の作った回路基板ではあっても無くても変わりなく気休めに入れてるだけです
オーディオアンプの1点アースのルールとよく似ていて、その考えて部品の取り付けを行えばとても安定した仕上がりとなります
高周波回路なので何事も最短ですが、そこだけに拘るとアース周り（パスコンのアース側とか）など下手をすると電流ループが多数できてしまい思いがけない結果になるかもしれません。

では実測してみましょう
僕は無線用の測定機器等も断捨離時に処分したので持っていませんでした
そこでオシロは持っているのでダミーとして100Ωを2個パラって負荷とし電圧を測ったら21Vrmsくらい簡単に出てしまうんです
計算すると（21×21）÷ 50=8.82　つまり8.82Wでてますね
そんなはずはない　FETは殆ど熱くないし、2Wのダミー抵抗も瞬間的に熱くなる程度だし
それで、高周波だから回り込みによる悪戯かなと思い確かめる方法を用意することになりました
せっかく可能な限りジャンク部品の再利用で進めているのに、ここへきて・・・　コロナ自粛中につき辛いゾ

で、しかたなく確かめるために第一電波のSX-200（5Wレンジが付いてたから）とダミーのDL50Aとやらを買って測ったら
なんと楽勝で5Wレンジでは振り切れてしまい20Wレンジにて9W程度でているのを確認しました。
出力部のトランスとLPFの設計上、フルパワー時はかなり効率が低下すると思います
入力は13V×1.2A=15.6Wです　単純計算で57%程度ということでしょうかね
波形を見ていると6W位までがなんとなく調子よくパワーが出ている気がします（思い込みだと思いますけど）
終段部がこれくらい出せる能力があるということでALCはかけやすくなり嬉しい誤算です
後になって知ったのですが、このRD16HHF1よりはVHF用のシリーズがあるみたいですゲインが期待できるので次回はそっちを使った方が楽だろうなと思います。
しかし、実験中にすぐに壊れると思っていたので3個も買ったんだよね320円×3個
これが丈夫で壊れないから良かったと言えば良かった
確かにデータシートにはSWR20・全位相OKと書いてある　これは真実かもしれない。

さて、この回路ですが、すごく安定していて適当にバラックで作っても動作するようです
しかもフランジがソースであることが嬉しい、オーディオ用だとドレインだったりするので面倒なんだよね
基本的に入力部にトランスを入れないで50Ωのつもりで単純にCカップリングによる入力とした場合は
動作はしますが不安定なのか他の測定器等への回り込みが発生しました
おそらく入力インピーダンスが確定しない状態の回路は無理があるのだろうと思います
50Ωのアッテネータなど付けるとか、先程の理解不能と書きましたゲート・アース間に抵抗を入れて暴れを押さえるとかすればOKと思います

アンテナ切替は終段とLPFの間で行っています、なんだか巷ではアンテナ側で切り替えていて受信時はLPFを通さないのが多いようですけど
どうしてかなぁ？

リレーで送受のアンテナ切替を行っていますがリレーの種類によっては平気で100mA越えするようで驚きました
これまたジャンク箱をかき回して見つけた中に40mA程度で動作するのがあったのでそれを使いました
しかも12Vではなくて8.8Vで動かしています、これだと25mAくらいで動作してくれました
これより電圧を低くしても動作しますが接点圧が足りなくなるので動作音を聞いて8V以上あれば接点圧は足りているだろうと判断しました
調べるとこのリレーもオムロンでは廃番となり代替品は無しとなっていたので壊れたら面倒だなと思います。

これでしばらく遊んでみます
出力計も付けたいしALCもかけたいけど、またそのうちに続きをやろうと思います。

written by boss