水晶発振のCW送信機を作る

radio-etc
この記事は約4分で読めます。

2SC1815GR浪費計画の一環としての第2弾は水晶発振回路を使ったシンプルでエレガントなものを目指してみた。

今回使った7MHz帯の水晶発振子は「ラジオ少年」だったか 昔そこで買いました。
周波数は7.020と刻印されています、今となっては完全に死蔵品です。

終段のユニットは以前に作った2SC1815の4パラPPアンプです、入出力は50Ωで設計し必要とする入力レベルも分かっているのでそれに合わせて今回の発振部は設計します
発振回路からいきなり終段というのもアレなんでドライブ段(バッファ部)を含めて2ステージとしました。

発振回路に同調回路を入れるのは久しぶりな気がします、最初は一切の同調回路を排除する気でいたのですが魔がさしてこんなことになりました
発振回路のコレクタ側に同調回路があるので出力がとても大きいです、もしかしたら同調回路があるから高調波が少ないと思う人もいるかもしれませんが期待するほどの性能ではありません
発振回路だけブレッドボードでテストしてみたら2次側は解放端だと8Vppくらい平気で出ていたように思います。

同調回路の2次側を1kΩで終端して測ってみると約3Vppになりました、当然50Ωをドライブする能力は有りませんから何らかの緩衝回路が必要です
それで思ったのがインピーダンス変換回路だけでイケるんじゃないかな、難しく考えるの面倒だから2SC1815GRのエミッタフォロワを試してみましたがこれは全く駄目でした、負荷が軽ければ成立するのですがとても50Ωの負荷には使えませんでした。

1石で作るエミッタフォロワは止めて2SC1815GRと2SA1015GRでSEPP回路で試したところとても良好な動作を得ることができました

CW送信機でSEPPドライブ回路

SEPP回路は電圧ドライブとセットで3石が一般的な最小構成だと思うのですが、その電圧ドライブも無くして発振回路からいきなりSEPP回路のセンターに突っ込んでいます
SEPP自体は電圧増幅として利得はありません、今回のは50Ωで終端して実測で入力電圧よりも18%低い電圧が出力されました、ですが電流増幅は使ったトランジスタのhfeなりにあるため電力増幅と言う意味では下手な回路よりも高い利得となります。

SEPP回路のイン側(TC1と1N4148の接続点)とout側(4.7Ωの接続点)の波形です。発振出力が歪んでいるのでそのまま歪んだ出力です。

目標としたインピーダンス変換はとてもうまく行きました、このSEPPのところだけを見ると広帯域なので応用すると面白いと思います
しかも負荷変動にも強く前段への影響を与えにくい方式です
簡単な方式ですが50Ωよりも更に重い負荷でも使えます今回の用途には最適な方法でした
回路図の通りRFアンプというよりもオーディオアンプでお馴染みの回路です。

今回はユニバーサル基板にリード型部品で作ってみました
発振部とSEPP部はTC1で繋げています、これはドライブレベルを調整できるようにしないと終段のユニットを無駄にオーバードライブするのでコンデンサの結合容量で調整するようにしました。

それと電源は8Vにしました12Vでも動きますが8Vがおすすめです、どうしても12Vで使いたいときは発振回路のバイアスを調整するか、コレクタ側に入れている1kΩを大きくしてください。

SEPP回路の方は電流は少なめに設定しています、この回路の出力インピーダンスは5から7Ω程度です仮に10Ωだとして、次段の入力インピーダンスが50Ωの場合はとても軽い負荷と言うだけの話しで何ら問題ありません。ちなみに電流は終端抵抗無しの解放だと3.5mAくらいですが50Ωで終端すると10mAくらいになりますから負荷に合わせてうまく動作しているのが分かります。

4パラPPアンプと同サイズのユニバーサル基板に組み立てました、回路が簡単なのでラフな作りですが安定動作します。

こんな感じで作りやすいです。

水晶の周辺は少し余白を残しています、今回はスポットですが気が向いたらVXOにしてみようと思います。

組上がったものを繋いでパワーを測ってみました、その時の適当にやっている様子です。

簡単に1Wが出せました、TC1のトリマーを回して1Wに調整しました、終段のユニットには12Vを供給しています、最大出力は1.2Wを超えていたので少し落としました。
キーイングテストを簡単にしてみました、発振回路・SEPP回路・4パラPPの3か所への電源ラインをそれぞれオンオフして試してみましたところ、チャピることもなく快適に動作しましたから発振回路をキーイングして実用化するのも有りかもしれません。(スポット発振だからねVXOにしたらダメでしょうよ)。

とりあず あいかわらずのバラック状態ですがスプリアスを測ってみました、1W出力時のものです。

スパン1MHzから100MHzです、4パラPPアンプのエミッタ抵抗3.3Ωでパスコン無しの方です。
ユニット化するのは嫌いなのですが、パート毎に個別で作るのも面白いなと思い始めました。

送受切替え回路やらいくつか作る必要があるので続きがあると思います。

コメント