以前から温めていた構想があります。真空管をメインに使って「制限された球数で実用性のある機器を作る」というものです。この手の話は過去にもいろいろ事例があったように思います。つたない記憶によると複合管を一本だけ使った「ラジオ」なんか有名ですよね。例えば５極＆異形三極管？を使ったスーパーラジオなんて書籍にもなっていたような。

　ここで重要なのは、球数をいくつにして、どこまでの実用性を期待するかということだと思います。３球だと上手くやって通信型受信機の端くれ？ができそうだし、送信も含めたトランシーバなら、エキセントリックな構成を避けるには、最低５球は必要なのでは・・・・なんておぼろげに考えていました。

　ま、あまりいろいろ考えていても着手しないで終わってしまいかねません。なので、とりあえず５球と決めてトランシーバができないかと、妄想した個々の回路の特性を取りながら、実現可能性について掘り下げて行こうかと、とにかく始めてみることにしました。

　実は、トランシーバ全体の構成はえいやっと考えてあって、レベルダイヤもまともなものになりそうではないかとの目算はあるのですが、思惑通り動くのか、個別回路についてそれらを検証してみます。

　いつものごとく前書きが長くなりそうなので、早々に切り上げて、使うタマタマにつては以下のような選択を行いました。

５球トランシーバに使う予定のタマタマ達

　上図は左上から時計回りに６AZ８、６AF１１、６U８、１２DQ６Bです。６AZ８は２本使って、その他は各一本で合計５球とします。

　このタマタマの中であまりポピュラーではないのが先頭の６AZ８でしょう。これは珍しい、セミリモートカットオフの５極とミドルμの三極の複合管です。古くはコリンズの有名なトランシーバKWM-２のIF回路に使われています。今回も主にRX/TXのIF回路に用いる予定です。

　右上の６AF１１は不等３極と５極の３本入りコンパクトロンで、球数を少なくするには使い勝手がいいですね。単球スーパーラジオで有名になった球です。これはRXのAF、PA、BFO、TXのMIC AMPに使う予定です。

　右下の６U８はかなりポピュラーな５極３極管で、これはTX/RX MIXERとLocal OSCに採用しようと思っています。

　左下の１２DQ６Bは勿論TXのパワー管となります。これはちょっと大きすぎるかもしれないので、場合によっては６BH６とかのハイパワーMT管に置き換えることがあるかもしれません。ただ、Paの割には低歪なのでより実用的なパワーが期待できると思います。

　さて、これらを使ってトランシーバを構成するわけですが、「PWZの妄想した構成図」に従って、個別回路の動作を見ていくことにしたいと思います。

　　まずは、６AZ８についてしゃぶっていきます。実はこの球は「普通」な使い方ではなく、３極部は中和増幅器として動くかどうか？から見ていきます。全体構成を考えたとき、SSBのバランスドモジュレータは、実績のあるダイオードBMにしようと思っていますが、この出力とIFフィルタを繋ぐバッファアンプが必要で、ここはゲインはあまり必要なくて、増幅してくれればめっけものよという場所です。

　なので、余っている３極管でなんとか増幅しようと思ったのが事の発端です。ところが、３極管はCpgが大きいので、RF回路に何もしないで使ったのでは、確実に発振します。そこで、正帰還発振を起こすCpgをキャンセルするための中和回路が必要になるのです。

３極管中和回路

　上図でプレートから同調回路のグリッドと逆相の端にトリマコンデンサでフィードバックさせることで、６AZ８のCpgでフィードバックされる信号を打ち消す動作になります。実際が中和用TCと同調回路の接続端とアースの間に微小容量が必要ですが、今回は無くても中和が取れました。

　この回路の弱点は同調回路の昇圧利得の半分を、中和のために使っていて、本来の利得を－６ｄBほど低減させてしまいます。これは結構な欠点で、利得の少ない三極管をより一層の低利得化に追いやってしまいます。これを改善するにはプレートとグリッドの間にインダクタを入れてCpgとで動作周波数に置ける並列共振回路を作ってしまう手があります。並列共振回路は同調周波数において両端のインピーダンスは極めて高くなりますから、プレートとグリッドが切り離された形になって正帰還発振が起きません。

　この方法は周波数が低い場合、中和用インダクタのインダクタンスが大きくなる（Cpgが小さいため）ので、扱いにくいのと、このステージでも利得はあまり重視しないので、今回のようなフィードバックコンデンサによる中和を採用しておくことにします。

三極管RF増幅回路

　上記のように、ジャンクで買った４ｐFのエアトリマでフィードバックコンデンサを形成してみます。Gapは０．５ｍｍくらいはあるので、２００Ｖ近辺の供給電圧では問題ないですが、万が一ショートすると、多分球が逝かれるので、直流カットの１００ｐＦ位をシリーズにしたほうがいいかもしれません。

　この構成で、利得は９ｄＢ程度得られました。なので、これは使うことができそうだと考えています。

　次にこの５極管部の特性を見てみます。回路図は平凡なので省略します。このサイトの「いにしえ真空管」のページに腐るほど書いていますのでそちらを参考にしてください。

６AZ８の５極管部の動作チェック

　特性を取ってみたのが以下の図です。

入出力信号の様子




高調波の様子

　上図はハイインピーダンスプローブで見たところの波形（並列共振回路に１０ｋΩの負荷をかましています）です。もし、この５極管の負荷にAB1級のアンプを持ってきてもバイアスが－４０Vくらいまでは高調波が－３０ｄB程度でドライブできるということになります。これは結構有用で、RXのIFとして用いることは勿論、うまく共振回路を切り替えられれば、１２DQ６Bくらいはドライブできそうなかんじですね。ＩＦ　ＡＭＰとしては利得は３５ｄＢくらいは楽に得る事ができます。

　次は６Ｕ８の三極部によるＶＸＯの実験です。できる限り真空管を使いたいので、真空管で作るには一番妥協を強いられるローカル発振器を動かして見ます。おっとその前に肝心なミクサーの周波数関係について記しておきます。

　まず、送受信周波数ですが、これは一応７ＭＨｚとしておきます。一番実用性が担保できそうなバンドだからです。将来的にはハイバンドの２バンダーとして２１/２４切り替えなんてのも考えてもいいですが、まずは７ＭＨｚで全体動作ができなければ、ハイバンドなんて夢のまた夢です。

　ＩＦ周波数ですが、これは手持ちに、以前に２７MHzAM/7MHzSSBの２バンダーを作っていた時にIF×３が２７MHｚになっちまうという大ポカをやらかした９ＭＨｚの８素子のクリスタルフィルタが余っていたので、これをとりあえず用いることにしたいと思います。

　ということで、おおよその周波数関係を決めたのでローカルの周波数は１６～１６．２ＭＨｚということになります。これは周波数変化幅が発振周波数の１．２５％にもなりますから、普通のＶＸＯでは無理です。０．５％以上に可変範囲を増やすと安定度が劣化するからです。

　もっとも私はＣＷをやらないので１６．４１～１６．２ＭＨｚで十分なので、上手い周波数のクリスタルがあれば、何とかなりそうです。ネットや自分の在庫を探したところ１６．１４５と１６ＭＨｚ１６．１９６ＭＨｚというのがあったので、これでとりあえずはなんとか実験はできそうです。

６Ｕ８の三極部によるＶＸＯ




周波数変化とスペクトラム純度

　上の図をみると、１６．１４５MHｚのクリスタルで６０ｋHzくらい周波数を可変させていますが、その純度は殆どクリスタル発振と同じで十分使えるレベルです。まだ、厳密に周波数安定度を追い込んでいないので、安定時（温度変化が収まった後）ＦＴ８用に使えるかどうかわかりませんが、おいおいチェックしてみようと思います。なお、ＳＳＢ用としてはほぼ問題なく使えるようです（後述のRXで確認）。

　ちなみにRXはRF増幅を使いません。トップミクサーというわけです。ミキサーはとりあえず不要輻射の少ないカソードインジェクションで行きます。この辺りもいにしえ真空管の個別回路検討の部分を参考にされてください.。

トップミクサ

　上記のミクサーの利得は１５ｄB程度になります。あまりゲインが多くない方が妨害に対して弱くならないのでいいと思います。もし、利得不足に陥ることがあれば、グリッドインジェクションも考えることにします。

　さて、次はBFOとRX Audio AMP兼MIC AMPです。６AF11のお出ましです。

BFOを作る

　６AF11は３極管が２ユニット内蔵されていますので、μの大きくPaの小さなユニットをAUDIO　AMP系、残りをBFO用とします。手書きの回路のあるような、プレート同調回路を有して、GK間にクリスタルを繋ぐ構成です。アッパーコンバージョンなので、７MHｚのLSB送受信には８．９９８５ＭＨｚのクリスタルが要ります。９ＭＨｚのクリスタルを軽くＶＸＯして周波数を下げようとしたのですが、どうも動作が不安定だったので、あっさりと昔に購入してあったクリスタルにしてしまいました。こんな回路でも、十分にダイオードＤＢＭを動作させるだけのBFO信号を得ることができます。

　Ａｕｄｉｏ　ＡＭＰ系は簡単なので写真は省略しますが、出力トランスを見ると、８Ωのスピーカー用端子以外に８００Ωの端子があることがわかります。この出力トランスは、昔の八重洲の真空管機をばらした時に出てきたものなので、ライン出力用端子だったのかもしれません。この出力はそのままＤＢＭをドライブするのに好都合です。最初はＴｒ用のＳＴトランスを逆に使って、８ΩのＳＰ出力からステップアップして５００～８００Ωにインピーダンス変換しようと考えて居ましたが、余計なトランスが不要になりました。

　次に先の６AZ８のIFアンプにリング復調器を接続してSSBの復調にかかってみます。リング復調器は通常のダイオード４本を用いたもので、昔の真空管式のメーカー製リグではデファクトだった回路です。これにさきに作ったBFOを接続します。

IF/DEMOにBFOを接続

　この回路でIF信号をIFアンプの６AZ８に入力して、リング復調器で検波したのが下図です。

復調の様子

紫はBFO信号、水色が復調信号

　当たり前ですが、きれいに復調されています。

　ここで、IF回路に少し工夫をしてみます。以前から試してみたかった「レフレックス」を実験してみます。レフレックス回路とは、増幅素子を、いわば、周波数分割多重増幅をさせることで、一つの増幅素子のみで高周波と低周波を一気に増幅させてしまおうという試みです。

　昔は増幅素子の値段が高価だったので、このような方法が取られたことがありました。例えば、BC帯のラジオで、高周波増幅のあと（ダイオード）検波してその出力を高周波増幅部に戻して、高周波増幅素子で低周波増幅も同時に行うというものです。これをハム用の通信機に使うことができないかと考えたのです。

　そこで、リング復調器の出力をIF段（９MHz）に戻して、再度AF増幅させて見たのが下図です。

レフレックス接続

　ここにあるトランスは１対３のAFトランスで、昔、並三ラジオの検波と出力段の間で、昇圧のためにに使われたものです。６AZ８のプレート回路に一次側がIFトランスとシリーズに繋がれて、二次側にはAFが出てくるという代物です。今回も昇圧のために使ってみました。

生成波形

　上図はレフレックス回路のＩＦ入力に－７０ｄＢｍのキャリアを入力し、ＩＦ増幅、復調、レフレックスによる低周波増幅のあと１対３トランスの出力を見たものです。入力キャリアがＡＦにコンバートされて増幅されるのはいいのですが、あろうことか、５０Ｈｚとその高調波が主信号に重畳されてしまいました。うねりの部分は振幅が復調信号と同じ位あるので、これを「ノイズ」とみればＳ／Ｎは０ｄＢということになってしまいます。なんとか対処をする必要がありますね。

　そこで、ここでは、プレート電圧をリップルフィルタをかまして供給することにしました。ＦＥＴのリップルフィルタとツエナーで、安定化＆リップル除去をします。ツエナー電圧は１８０Ｖ、リップル除去用キャパシタは３５０Ｖ１００μＦです。ついでにヒータも直流給電して、もう、やることがないところまで対処した結果が以下の図です。

リップルフィルタの追加




ゆらぎの改善

　よく見ると、揺らぎ（５０Ｈｚハム）は若干は残っていますが、このあと、ＰＡの出力トランスが５０ＨｚまではＦ特が伸びていないので、さらに軽減される予定です（というかこれは確認してある）。IF/AF共に電圧増幅度は３５ｄB程度取れるので、１段で７０ｄBものゲインがあるということを考えると、この効果は絶大です。

　これで、構成要素が一応揃ったので、RXとして構成してみます。

RXとして各モジュールを結線してみる---17

　外部電源を使ってRXとして動くまでになりました。クリスタルフィルタは９MHｚの８素子のものです。ザクっと感度は－１００ｄＢｍ入力時、ＳＩＮＡＤは１９ｄＢなので、メイン機に比べて８～１０ｄＢ程度感度が悪くなります。ちなみにレフレックスを外すと、ＳＰの再生レベルが極端に小さく、あまり実用的ではありません。なのでレフレックスは十分な効果があると考えていいですね。

　ここで７ＭＨｚのＳＳＢを受信している様子をアップしておきます。それなりに受信できていますが、ＩＦフィルタの帯域幅が狭いためか、あまり抜けのいい音ではありません。これだとちょっと疲れる音なので、フィルタの通過帯域をもう少し広く、２．７～２．８ｋＨｚくらいにしないとＮＧそうです。いま弄っているESP32　SD-TRXの復調音に比べると「天と地の差」なので、ここで、ちょっとやる気がそがれてしまいました。

　この音質をもう少し改善しないと、このまま、TXまで検討を進める気が失せてしまっています。なので、暇ができたときにIFフィルタを改善して、音質に納得ができるようになったら、このプランを再開したいと考えています。なので、ここで一旦小休止としますか（苦笑）。