５０／１４４ＭＨｚＳＳＢトランシーバの製作　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　もどる

こんなリグを作ってみたい(08/09/15)

1. １台で５０ＭＨｚと１４４ＭＨｚの両方をカバーし、スイッチでワンタッチ切り替えしたい。
2. ＱＲＨが気にならないリグにしたい。
3. 操作性が良く、耳障り、手触りの良いリグにしたい。
4. シャックの中央に置いても、落ち着きのあるデザインにしたい。

具体的にどうするか

1. ＨＦ帯の低出力ＳＳＢトランシーバを作り、５０ＭＨzと１４４ＭＨzへはトランスバータにて目的の周波数・出力を作る。
2. ＶＸＯ部は温度補正を行なうとともに、シールドケースに収めて周囲温度の変化を受けにくくする。

トランシーバの仕様(08/09/15)

1. 周波数　　　　：　５０ＭＨz帯　５０．１３０〜５０．３００ＭＨz、１４４ＭＨz帯　１４４．１３０〜１４４．３００ＭＨｚ
2. 送信出力　　 ：　２Ｗ
3. 終　段　　　　 ：　２ＳＣ１９７１（５０と１４４それぞれに１個使用）
4. 電源電圧　　 ：　１２Ｖ
5. 受信部　　　　：　高１中２ダブルスーパー　
6. 中間周波数　：　第１中間周波数＝ ２８ＭＨz、、第２中間周波数＝１３ＭＨz、

全体構成(08/11/01)
ブロックダイヤグラムに全体の構成を示します。

◆周波数構成(08/11/01)
サトー電気や池田電子の水晶一覧を見ながら、こんな周波数構成を考えてみました。

1. ４１．３３３ＭＨｚのＶＸＯと１３ＭＨz、の中間周波数でアップコンバージョンし、２８．１３０〜２８．３００ＭＨｚをカバーする。
2. ５０ＭＨｚ帯は局発を２２ＭＨｚとし、５０−２２＝ ２８ＭＨzの入出力を作る。
3. １４４ＭＨｚ帯は局発を３８．６６６ＭＨzとし、３逓倍して１１６ＭＨzを作り、２８ＭＨzの入出力を作る。

◆リグのデザイン(09/06/07)
１９７０年頃にトリオでＴＲ５２００という５０MHｚのリグがあり、当時はシルバー系のリグが多かった中で、ブラックフェイスのＴＲ５２００は精悍な感じがし、記憶に残るリグでした。自作するならあんな感じのデザインにしてみたいと市販のツマミやメータを並べ、１９７５年に５０ＭＨzのＰＳＮ式ＳＳＢ送信機として作ったのが下の画像です。屋根裏に眠っていたものを引っ張り出し、ＳＳＢジェネレータ部の試作機用に作りなおしました。サイズは幅２００×高１００×奥行２５０ｍｍで、ＴＲ５２００の幅２６０ｍｍに比べれば１まわり小さいサイズです。

　
　　　　　　　　　ＴＲ５２００　　　　　　　　　　　　　　　　　　自作したケース

ジェネレータ部

ジェネレータ部の構成(08/10/11)
機能としては、周波数範囲２８．１３０ＭＨｚ〜２８．３００ＭＨｚ、送信出力１ｍＷ程度、受信部は中間周波２段のＳＳＢトランシーバです。

◆ＶＸＯ回路

ＶＸＯ部(08/10/26)
トランシーバの心臓部とも言える部分で、いかに安定した周波数を作るかがポイントになります。ここではデジタル技術は使わず（使えず？）、アナログ回路とします。またＶＸＯとはいえ周囲温度の変化でＱＲＨするため、全体をシールドケースに入れ、外気温の影響を緩やかに受ける構造にします。

タイトボビンと１０Ｋボビン(08/11/01)
フェライトコアは熱の影響を受けやすいため、空芯コイルを基本とします。第一に考えられるのがタイトです。

1. 直径８ｍｍ×長さ１５ｍｍのタイトスペーサを８ピンのＩＣソケットにネジ止めし、ボビンとしました。４１．３３３MHｚの水晶をＶＸＯとして使う場合、実験から約２３μＨのインダクタンスが必要になりました。これを空芯コイルの式に当てはめると、Φ８のボビンに０．２ｍｍの線を約１００回巻くことになります。いざ巻いてみると、タルミなくきっちり巻くことは中々大変です。
2. １０Ｋボビンでは平均直径６ｍｍにて２３μＨを確保するには８４回巻くことが必要になり、０．１ｍｍのウレタン線を４つの溝に２１回ずつ巻きました。中心コアと壷コアは使わずに、ボビンのみでＶＸＯの発振周波数を測定すると、希望の１３．７１〜１３．７７ＭＨｚにほぼ近い値が得られました。溝のあるボビンは実に巻きやすいですね。

ＶＸＯの温度補償(08/12/07)
コイルやコンデンサには温度係数と言うものがあります。発振回路に使うコイルとエアーバリコンは”正の温度係数”、すなわち温度が上がればインダクタンス、あるいはキャパシタンスが増える。ということは周波数は下がることになります。それを打ち消すためには”負の温度係数”のコンデンサと組み合わせ、理想としては”ゼロ”にしたいのです。ところがバリコンを回すことで最大容量もあれば最小容量もあり、すべての角度において発振回路の温度特性をゼロにすることは出来ないため、便宜的にはバリコンの中央位置あたりでゼロに近くなればよいでしょう。ＶＦＯの場合はバリコンと並列に温度補償コンデンサを接続しますが、ＶＸＯの場合は並列接続すると周波数の可変範囲は狭くなってしまうため、直列接続します。温度補償コンデンサで手に入りやすいものは、黒(0ppm/度）、黄色(-230ppm/度）、青(-470ppm/度）、紫(-750ppm/度）があり、ここでは下の画像のような加熱／冷却実験をした結果、エアーバリコン（２０ＰＦ）に８２ＰＦ(紫）を直列接続することにしました。ただ前述のようにバリコンの回転角度によって回路全体の温度特性が違うため、あまり厳密な温度補償は考えず１０分で１００Ｈz以内であれば良いことにします。

ＶＸＯユニット(09/2/7)
ＶＸＯ回路の発振部とバッファ部のみ基板に組み、ケースに入れました。逓倍部、ＲＩＴ部、ＡＶＲ（電圧安定化）部など発熱するものは、できるだけ外に出します。基板を０．８ｍｍのアルミ板で作ったケースにいれ、ボール減速機にタイトカップリングで締結し、大型ツマミでチューニングする構造とします。発振段の２ＳＣ１９０６は発熱を少なくするため、コレクタ電流は０．６ｍＡとしていますが、電源ＯＮ後でもほとんどＱＲＨは感じない程度になりました。　なお１０Ｋコイルはコアだけでなくケースも使わないほうがＱＲＨが少ないとの実験結果が出たため、ボビンのみの使用としました。

◆減速機構(09/08/02)
６：１のボールドライブ減速機は国内では入手困難になりました。ジャンク屋で新古品を見つけたとか、海外（イギリス？）から入手している人もいると聞いたことがあります。どうしても手に入らなければ、バーニヤダイヤルを加工するという手段もあるでしょうが、この部分は自作派泣かせですね。バリコンとの接続は自在カップリング（タイトカップリング）を使い、芯ずれを吸収することがスムースな同調のポイントです。

◆スタンバイ回路の違いによるクリックノイズの発生(09/1/1)
当初はリレー方式でスタンバイ回路を構成しましたが、クリックノイズ抑圧回路を入れても、受信から送信に移るとき、「ガリッ」というクリックノイズが発生しました。そこでコンプリメンタリトランジスタによる方式に換えてみると、尖った音が丸い感じの音に変わり、耳障りは改善されました。おそらく半導体を使うことで動作時間が短くなり、わずかなタイミングの関係で抑圧回路が有効に働いたのでしょう。

◆低周波発振器(09/6/21)
送信部の調整用として低周波発振器（１０００Ｈｚ）を内蔵しています。調整時はスイッチを切り替え、マイクゲイン用のボリュームをほどよい位置に回し、出力メータの振れを見ながら各コイルのコアを調整します。

◆クリスタルフィルタ(09/6/21)
１３ＭＨｚのＨＣ４９Ｕ型水晶を６個使ったラダー型クリスタルフィルタの特性を下に示します。帯域は−６ｄＢ位置で３ｋＨｚほどでしょうか。キャリヤポイントは上側の肩部分で１３．０００３ＭＨｚあたりに設定しています。

◆Ｓ／ＲＦメータ(09/8/1)
３０年以上前に入手した日置のＳメータ（１００μＡ）があり、それを使っています。ただし感度がよすぎるので４７０Ωの抵抗を直列につなぎましたが、２５０μＡ程度のメータであれば、この抵抗を省くことが出来ます。受信部・送信部共２ＳＣ１８１５による１石アンプで増幅し、１Ｎ６０による倍電圧検波を行ってメータに加えました。メータと並列に接続した１Ｎ６０は、強力な信号が入感した時の振れすぎ防止に使っています。

◆−１ｄＢ出力アッテネータ(09/8/1)
送信部の出力部に４．７Ωと８２０Ωを使った−１ｄＢのアッテネータを入れました。当初、変調のピークで少し発振気味になったため、これを追加し動作は安定しました。本来は無くてもいいものですが、動作安定化のため、こんなやり方もあります。

トランスバータ部

トランスバータ部は５０ＭＨｚ及び１４４ＭＨｚの２つのブロックに分け、４回路２接点のトグルスイッチで　�@送信部電源　�A受信部電源　�B送信部入力　�C受信部出力　を切り替えます。

ケースの製作(09/06/06)
ケースはアルミ板で自作します。ＳＳＢジェネレータ部の横に置けるよう、幅６０×高さ１２０×奥行き２５０mmという縦長の測定器のような形です。回路全体は４枚の平ラグ板で組み、１４４ＭＨzの終段部のみプリント基板とし、リグ背面に凹みを作ってそこに納め、シールド効果を狙います。正面パネルの下部に電源スイッチとバンド切り替えスイッチ、上部には出力用のメータを取り付けました。また背部にはジェネレータ部との接続用に高周波関係はＢＮＣコネクタ、電源系とＡＧＣは５ピンのＤＩＮコネクタを使うことにしました。

　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５０ＭＨz部　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１４４ＭＨz部

出力メータの目盛り作り(09/08/01)
デジットで買った２５０μＡのＶＵメータを出力計として使っています。トランスバータの出力部にパワー計を接続し、送信部のマイク端子に低周波信号を加え、マイクゲインを調整してＲＦ出力を増やし、その時の値とメータの振れ位置を記録します。目盛りはＣＡＤで描き、フォトペーパーにインクジェットプリンタで印刷しました。ハサミで切り抜き、両面テープでメータに貼りつけました。

◆５０ＭＨｚ帯

共通部(08/12/29)
２２ＭＨｚの水晶発振回路で、送信部と受信部へ信号を送ります。

送信部(08/10/12)
ＴＡ７３５８Ｐによる周波数変換部の後、２ＳＫ２４１＋２ＳＣ２０５３＋２ＳＣ１９７１の３段ストレート増幅の構成で、送信出力は２Ｗになりました。ＴＶＩに関しては、テレビアンテナの２〜３ｍ下に５０ＭＨｚのダイポールを設置していますが、２ｃｈでは画面の色が若干薄くなるかなと言う程度なので、他家には影響が無いだろう楽観視しています。hi

受信部(09/01/18)
高周波増幅は３ＳＫ５１、混合は２ＳＫ２４１です。３ＳＫ５１は秋月にて＠８０で買ったものがいくつかあったので使いました。ＶＨＦのＲＦ、ＭＩＸ用ですが、手に入らない場合は、３ＳＫ７３でも良いでしょう。５０ＭＨｚの場合は少し発振気味になったので、ソース抵抗は２．２Ｋと大きめになっています。

◆１４４ＭＨｚ帯

共通部(09/01/18)
３８．６６６ＭＨｚの水晶を使って発振し、３逓倍して１１６ＭＨｚを作ります。

受信部(09/06/22)
３ＳＫ５１は２００ＭＨｚで２０ｄＢ、３ＳＫ６０は２４ｄＢのため、１４４ＭＨｚの高周波増幅部は３ＳＫ６０とし、混合は２ＳＫ２４１よりもゲインのある２ＳＫ４３９を使いました。

受信時のイメージ信号(08/10/26)
当初、第１中間周波数は３０ＭＨｚとしていましたが、１４４．２５０付近で８ｃｈテレビの音声が入るため、周波数関係を調べると

１１４ＭＨｚ（局発周波数）×２−３０．２５ＭＨｚ(第一中間周波数）＝１９７．７５ＭＨｚ（８ｃｈ音声信号）　であることが判りました。

局発の出力段は複同調にしているものの、テレビの信号が強いせいか取りきることが出来ないため、中間周波数を２８ＭＨｚに変更しました。

送信部(08/10/12)
周波数変換後に４段のストレート増幅（２ＳＫ４３９＋2ＳＣ１９０６＋２ＳＣ２５３８＋２ＳＣ１９７１）をラグ板に組んだところ、見事に発振してしまいました。色々と手をつくしても異常動作は止まらないため、終段部のみ別基板とします。構成はＴＡ７３５８Ｐ(周波数変換）＋２ＳＫ２４１(増幅）＋２ＳＣ１９０６（増幅）＋２ＳＣ２０５３（励振増幅）としこれで出力は３００ｍＷほど出ます。トランシーバというものは、出力が数１００ｍＷ程度であれば1枚の基板に組んでも失敗は少ないですが、数Ｗになると何かと不要な結合が始まり、異常動作の原因になります。不要な結合を防ぐシールド等の処置を適切に施せば、1枚の基板上に回路を組むことは可能でしょう。しかし今回は部品数は多少増えますが、失敗の少ない別ユニットにしようと思います。

終段部はプリント基板で(09/07/11)
１４４ＭＨｚ終段部をプリント基板化し、ケース背面の凹ました部分に取り付けます。周波数変換後ストレート４段増幅するので発振に気を使いますが、独立した終段部は前段から切り離し、シールドケースの中に入れるため、安定した動作で出力２Ｗを得ました。また終段は２ＳＣ１９７１のためフィンを直接ケースに取り付けることができ、放熱の点で有利です。

　　←　２ＳＣ１９７１は直接ケースに取り付けて放熱します

運用実績

当局運用地　：　兵庫県伊丹市(自宅）

５０ＭＨｚ　：　アンテナは地上高８ｍのダイポールです

１４４ＭＨｚ　：　アンテナは地上高８ｍの１／４λＧＰです