真空管アップコンバージョンSSB-TRX

2011.11.3



(1)送信部の構成
 
(2)受信部の構成
 
(3)ローカル部分の構成  @  A
 
(4)その他

 

 リニアアンプも仕上がって、次は何をと考えるとき、気になっていたアイテムが突如浮上してきました。というのは、昔、途中までかなり「リキ」を入れて作っていたのに、突然、「やーめた」となって半導体のUPコンバージョン機に乗り移ったモトネタがふかーく心に突き刺さっていたからです。実は、いままで無線機器の自作をやってきて、カバーしていないエリアはどこかなぁと不遜にも思ったとき、真空管無線機の製作って、まともにやっていないなぁ・・・・という思いが、心の奥のほうに「沈殿」していたからです。
 
 思い起こせば、7MHzの真空管トランシーバ(シングルコンバージョン)を高校のときにJA1AEA鈴木さんのTXとJA6 角居さんの7360をミクサーに使ったRX(いずれもSSBハンドブックに掲載)を組み合わせて作ったことがありました。
 


往時の自作家のバイブル SSBハンドブック


 

最初に作った7MHzSSB TRXの参考文献(受信部)




最初に作った7MHzSSB TRXの構成(受信部の参考図)


 

最初に作った7MHzSSB TRXの参考文献(送信部)




最初に作った7MHzSSB TRXの構成(送信部の参考図)


 
 高校2年の夏だったかと思いますが、このときは技術的に未熟で測定器も無い中、受信機はなんとか仕上がりましたが、どうも送信機は12AT7のアンバランスミクサーの動作が不可解で、うまくできませんでした。このときは今は形を変えた50MHz3モード機のケースに作りこんだのですが、TXの配置があまりよくなかったらしく、玉砕したようです。高校3年になると、大学受験の準備も忙しくて遊んでいる暇がなくなっちまって、自作はQRTになりました。大学入学後、余裕が出来たので、ケースを今のものに変えて、一応、モノにしたのですが、やはり、残骸になってしまっているところを見ると、動作に満足ができなかったのだと思います。あまり記憶が定かではないのですが。
 
 その後、齢(よわい)を重ねて、いい分別盛りになってさえも、ここにあるように、なんだか無茶を重ねてまたまた玉砕しているようです。本当に玉砕が多いですね(笑)。今になって、世の中のホームページを見渡すと、ミキサーの件で親交のあるJH2CLVさんは、高校二年のときにオールバンドトランシーバを作った(←ここのCLV-2)とあるので、世の中にはすごい人が居るものだと感心しきりです。さらには、たしか、CQ誌にもJA4の方だったと思いますが、やっぱり、高校2年で、HFオールバンドSSBトランシーバを製作した記事が載っていたように思います。これを見て、当時はけっこうファイトが沸いたのが懐かしく思い出されます(笑)。
 
 なんだか、回顧譚になっちまっていますが、要は、このケースとシャーシを残骸のままにしておくわけにはいかない・・・・というのが、今回の発奮の動機です。そういう経緯で、また、取り組み始めたわけですが、このご時勢、昔の回路で出ています・・・TS510やFT-200のデッドコピーですぅ・・・・では、あまりにも話題に乏しいので、必然的に、いろいろ無茶を重ねることになります。しか〜〜し、無茶しすぎると、やっぱり玉砕に至るのは必至ですので、そのあたり、「無茶のバランス」を考えながら事を進めたいと思います。 といういつものパターンなので、「再現性の低いDeepな記事を晒すな!」なんて、それこそ独りよがりの無体なご意見は受け付けませんので悪しからず(笑)。
 
 さて、まずはとにもかくにも構成を考えなければなりません。本当はもっと先に、バンドを決めないといけませんね。こっちが先でした。しかし、これは意外と簡単です。私の場合、基本がマルチバンドなので、どのバンドにするかだけなのですが、真空管TXの場合、HFと50MHzの同居はかなり敷居が高い話になります。歪にも配慮して、あるTV球を使うつもりなので、50MHzは確実に無理です。これがS2001とか6146B(あるいは2E26とか)なら、可能性も無いわけではありませんが、相当に練った配置でないとHF〜50MHzのマルチバンドは難しいと思います。ただ、受信の方はHFと50MHzの同居はそんなにむずいとは思わないので、今の勢いではやってしまおうと画策しています。
 
 構成ですが、ちょっと悩むところですね。というのも、まず、一番先に決めなければならないのは、「IFをどこにするか」なのですが、今回は以前に特注しておいた8素子の9MHzのXFを使おうと思っています。帯域は2.4KHzなのですが、2.8kHzのものもあるので、切り替えれば、より広帯域なベースバンド帯域を実現できます。そうすると、受信はなにもアップコンバージョンにしなくてもイメージ比は稼げそうです。ということで、受信は歪の少ないシングルコンバージョン化が可能になりそうです。こいつでトップアンプを退けられれば、単純でもかなり実用的なフロントエンドができると思います。 
 
 さて、TX側ですが、ここでアップコンバージョンのお出ましになります。もともとアップコンバージョンは、受信イメージスプリアスや送信スプリアス輻射を避けるための手段なのです。70年代の真空管のTXというと、オールバンドミクサーの後はせいぜい単同調回路が2段(ミクサー出力、ドライバー出力)と終段のπマッチがスプリアス抑圧のための手段ですので、やたらスプリアスが多かったわけです。アナログVFOを用いたコリンズタイプだとー40dBというのがスプリアス規定の一般的な値だったと思います。ところが、今、この実力では電波法に抵触してしまいますので、昔の回路のデッドコピーは、新たにやる価値は全く無いということになりましょうか?ということで、懐古趣味的なコリンズタイプはあきらめて、TXのみアップコンバージョンとすることにしました。アップコンバージョンというと即ルーフィングフィルタの入手が気になるのですが、まぁ、これはおいおい記述していくつもりです。
 
 ここまで考えて、ふと気がつくと、最近のメーカー製TRXと似ていることがわかりました。たとえば、FT-5000という最新の八重洲(おっと、バーテクスタンダードだっけ)の構成が、RXがシングル(←まぁ、DSP処理のLow-IFに落とすのは、RF系統としての「コンバージョン」とは考えないことにして)、TXがアップオンバージョンになっています。真空管機でこいつにタメを張れるようなレベルじゃないのですが、構成的にみると、最新のメーカー機と同じに落ち着いたというのは非常に興味深いです。
 
 


バーテックス FT-5000のカタログより
 
 
 こうなると、「おーい、TRXのトランシーブの周波数関係はどうやって確保するんじゃー?」と気がついたあなたはさすがです。このまま行くとローカルが馬鹿にならない規模になると思いますが、ここは一気に単純は方法で済ませてしまいましょう。そうです、DDSを採用すれば、簡単に解決できます。内容については、そのときまでとっておきますが、あまり難しいことをやろうとしているわけではありません。TXアップコンバージョン用の固定ローカルも安いDDSをつかって、ある操作をすれば事足りてしまいます。
 
こうやって、下図に示すような構成が描きあがりました。
 
 


概略構成図
詳しくはおいおい書きます
 
 
 といっても、あまり真面目に書いてないので、ほとんど情報が無いのですが、中身については、そのうちにお話することにしましょう。
 
 以下に各構成部分へのリンクを示しておきます。たぶん、真空管アップコンバージョン機と半導体UPC機との間を行ったりきたり、定職がないフリーターのごとく彷徨うと思いますので、なかなか進まないといって文句を言わないでくださいね。なんせ、とりとめもなく、制限のある趣味の時間を使ってやっていることですから(笑)。
 


<ミクサー、周波数構成等> 【2012.5.26】

 さて、時間が掛かっていますが、ここでバンドとLocal周波数関係を整理しておきます。

 なんせ、TXとRXで周波数関係が異なり、さらにはDDSでLOCALを共有しようと考えていますから、一応まじめに「表」にでもしておかないと、混乱の極みになってしまいます。また、USB/LSBの関係も、整理しておかないといけません。

 まず、IFですが、以前から書いているように、メインのIFは9MHzということになります。また、アップコンバージョン用IFは70.455MHzにとってみました。これは、かなりの昔に、オクで落札したJRCのジェネカバ受信機用の第一IFフィルタを流用しようと思ったからです。これについてはMIXER回路をアップするときに記述いたします。

 周波数関係は分かりやすく表にするのも大変なのですが、メモ代わりとして「とりあえず分かればいいや」というレベルで書いてみたのが下の表です。



ハムバンド/IF/Local/Sidebandの関係

 TX/RX共通の局発周はアッパーローカル、TX専用局発はロウワーローカルを採用してあるので、TX、RXの周波数関係が異なっても、LSB /USBモードがTX/RX時で変化することはありません。すなわち、TX/RX時のいずれも、バランスドモジュレータで生成されるSSB信号のサイドバンドは、反転されてそれぞれのハムバンドに周波数変換されるというわけです。

 TX局発の周波数ですが、21MHzでは、なんと91MHzにもなってしまうのですが、これを生成するDDSに関して言えば、400MHzのク ロックを用いているので、なんら問題の生じる領域ではないと思います。しかしながら、そんな周波数で、まともな特性を維持しながら、「真空管」でハンドリ ングできるのかという大きな不安が生じます。これは、このあと回路試作の「苦闘編?」でご紹介していくつもりです。

 なお、TX/RX共通局発のDDSは、送受信時に生成周波数を切り替えて使う必要が出てきます。 61.455(=70.455(IF2)−9(IF1))MHz分だけシフトさせる動作が要るということになりますね。DDSの周波数切り替えに必要な時間は、ほんの数μSですから、周波数データ信号をDDSに入力させるための時間を考えても、まったくの余裕があるということになります。

 現在では、まだ完全に回路が定まってないのですが、おおよそゴールが見えるところまでは来たのでは?という感じがしています。もう少し作りこみを行って特性の見極めがついてから、各部回路の紹介に進んでいきたいと思います。

 下の写真は各モジュールの様子です。「早く実機に実装されたい風情?」が漂っていますが、なんせ、実機の実装密度がけっこう高くなりそうので、いい加減なまま実機に実装しちまうと、なにかあったときの修正に多くの時間を費やしそうです。なので、けっこう慎重に見ています。そういった関係で時間がかかって いますが、見極めがつけば一気に記事が進むのでは?と考えていますが、実際にはどうなることやら(笑)? なんせ、このところ根気が全く続かないので。



TRX Mixer、Balanced Modulator、IF Filter類の集合写真(おまけ)

実際の配置より余裕をもたせて配置してみました
いろいろなノウハウがつまっています(笑)




<進捗状況@> 【2012.9.2】

 だいぶ、UPする機会が空いてしまったというか、そういう気分にならなくて、また、夏の暑さも手伝って大きく進展することがありませんでした。ここ一ヶ月を振り返ってみると、夏休みは主に、板金工作、そのあとは、本番の電源との格闘で終わった感があります。そのあたりの経緯はTsubuyaki(ここからここまで)のほうに書いてありますので、必要ならご参照ください。ということで、現状をとりあえずアップしてみることにします。



本体シャーシー上面とDDSのインターフェースの様子


 なんともすさまじい状況ですが、これはあくまでも仮置きの状態です。というのもTsubuyakiに書いたとおり、目的はRXとしての基本的性能が出ているかを見るために配置してみたというものだからです。本体の下にはケースインされたDDS3連荘があって、それとは、制御線のDSUB25ピンコネクタ&ケーブルで結ばれています。DDS信号はRCAピンコネクタでインターフェースしています。本体のDSUBコネクタの配線の先には、LEDディスプレイとその下の金属ボックスにはロータリーエンコーダが入っています。REのボックスの横にRXのトップミクサーがあります。そのユニットのパネル側の二本の真空管ソケットはTXのUP/DNミクサーのユニットです。送信側の試験はしていないので、配線がごちゃごちゃ放置プレイになっています。実はIFフィルタはRXの右横の空き地に収まるはずですが、クリップでサイドパネルに仮止めしています。IFとプロ検は一番手前に見ることができます。

 こんな状態ですから、まだまだ先は長いですね。一応、14〜50MHz帯の感度が出たところまで来ました。3.5〜7MHzは5dBくらい感度が悪いのですが、熱雑音的なランダムノイズが多いので、予想されるのはイメージ周波数におけるDDSのフェーズノイズです。なんせ、TRX用DDSにつけた4連のBPFの高域の減推量は、かなり小さく40dBも取れているかどうかなので、手直ししないといけないかもしれません。表示基板とRXトップが近いのですが、ディスプレイ関係のノイズはまったく受信することはありませんでした。殆どシールドをしていませんが、RXの場合、DDS由来のノイズ、スプリアスが大半で、これはミクサーに直接入ってくるので、こちらを絶たないと話になりません。逆にいうと、外来の飛び込みでやられてしまうとすると、相当に電波環境が悪いということになるのでしょうね。それらに対する「シールド」のことはあまり考えないでもいいのじゃないかと考えています。




電源の内部


 これは大昔に7MHzの送信機を組んだときの電源部です。右中に抵抗とダイオードのブリッジ整流回路がありまして、そのシャーシー表面に600(400V)0.3Aのトランスがあります。真空管回路用にはなんだかFRDX400の電源トランスが使ってあるようです。なんということはないのですが、左下にヒーターの整流用ブリッジと12V5Aのレギュレータ(78H12)が見えます。Tsubuyakiにも書いたのですが、TR回路の電流が貧弱で、DDS回路とドライバ、コントローラで総計1.5A以上食うものですから、TR用巻き線のトランス容量が足りずに、でかい高圧トランスに配線を巻き足しました。それを下の図に示します。




巻き足したトランス


 トランスがさかさまになっていますが、気にしないでください。高圧トランスにACコードを裂いたケーブルを巻き足しています。その間にも1.0Φのポリウレタン皮膜線を、ショート事故の起きないように巻いています。これで、AC3Vの回路が2巻き線ほど追加して、電源リップルの撲滅をすることができました。めでたしめでたしです(笑)。


<進捗状況A> 【2012.10.20】




進捗状況A

 ちょっと進みがのろいので、今の状況をアップしておきます。といっても、モジュールを押し込むために、いろいろな工作をして、やっとなんとか計画どおりの場所に入れ込むことができました・・・・ってなレベルですが(笑)。ただし、クリアランスを稼ぐのが危ないところも何箇所かありました。現在、ヒーター系統とバイアス、一部の+Bを配線し、さらなる小型のモジュール(1st-LOのTRX切り替えSWユニット、TXのMODバッファーのステップダウン整合回路、TXMODのBFOバッファー)を作って、これから実装に入ります。ということで、とりあえず、なんとか格好は整ったので、これから特性確認かなぁという状況です。


<ヒータ電源のDC化> 【2012.10.28】

 なかなか進まない理由は何かなぁ?といつも考えるのですが、ここまでくると、なんだか「終わってしまうとやることが無くなる?」という恐怖心?なのかも知れないことが分かりました(大笑)。で、今回はこだわりのヒーター回路のDC化顛末についてです(笑)。

 むかーしに電源回路を作ったときは、ヒーター電源として6.3V5Aの巻き線を2回路用意して、ブリッジ整流して、その出力を5Aレギュレータで安定化していました。レギュレータとしては、当時、↓の写真のような78H12を使っていました。12.6Vに0.6V足りませんが、まぁ、許容範囲かな?ということで、気にせず使っていました。



78H12レギュレータ

 ところが実験を重ねて、全部の真空管のヒーターを灯すようになると問題が出てきました。まず、入出力の電圧差が2V以上必要ということで、全負荷だと、整流回路出力にリップルが大きくなり、さらにレギュレータの電圧降下が加わり、レギュレータ出力にリップルが残ってしまいます。おまけに12Vだと思っていたこのレギュレータ、なんと11.5Vくらいしか出てこないのです。さらに、挿入損失が大きいので、熱くなることおびただしいです。TX側の真空管はヒーターをOFFにできるSWをつけてあるのですが、これをONすると、放熱器として、アルミのサイドパネルで代用したために(放熱容量が足りずに)、あっちっちとなるのです。これは、泣きっ面に蜂ですね。なんとか、改善を図らないといけません。

 ということで、まずは、損失を少なく、制御電圧降下を少なくして、ヒーター電圧出力を全負荷時12.6Vに上げられるように、電圧可変型の低損失レギュレータLT1084を採用してみました。これは、5A定格ですが、7.5Aなんていうのもシリーズにあるようで、結構すごいICです。



LT1084

 入出力電位差は1Vでいいようで、(温度、出力連流で微妙に変わりますが)期待が持てます。これは香港から、安く取り寄せたものです。たまたま、eBayでお買い物があったので、ついでにお願いしました。リップルリジェクションは70dB以上取れるとありますが、5A級ではけっこうすごいですね。もっとも、ヒーターにこんなに贅沢しても仕方がないような気もしますが、趣味でやってる酔狂なのでご容赦ください。




電圧関係図

 上図は、こんな感じにぎりぎりやってる様子を示しています。12.6V出力にリップルが出ないようになるための最低レベルの電圧関係です。実は、6.3V×2の巻き線では、電圧降下が若干大きく、必殺のトランス追加巻き(またかね!:笑)を導入しました。600(400)V0.3Aの高圧トランスの隙間に、「3回路目」の追加まき線を2回巻いて、0.7V程度を「かさ上げしてあります。これで、ぴったりの電圧関係にすることが出来ました。厳密に言うと、接続ケーブルによる電圧降下も見込んで、12.8V出力になっていますが。これで、リップルフリーな12.6Vヒーター電源が出来ました。ヒータ回路ごときをこんなにきれいにしたので、TR回路等で足らないところが出来たら、使えると思いますが、いまのところその心配はなさそうです。

 なお、アルミのサイドパネルだけの放熱器もどきですが、全負荷時にも指で十分触れる程度の温度上昇に抑えることが出来ました。実は、ちょっと大きめの放熱器とファンで強制空冷しようかと思っていた(なんと、電源部に丁度いい空き地があったので)のですが、今のところ不要のようです。めでたしめでたしです。

<ヒータ電源補足> 【2012.11.4】

 いやー、参りました。原因が良く分からないのですが、LT1084様が御昇天めされました。ヒーターといえば、コイル、コイルといえば誘導性なんてかんじで保護DiをLT1084の出力端とGND間につけていたのですが、新たに入力とGND間、入力−出力間に2つの保護Diをつけてみました。また、下の図のように電源部の空き地にありあわせの放熱器と薄型ファンとともに搭載しています。そう、これでもか!という感じで凝ってみました。ここまでやれば、一応、ヒータを長時間点灯しても何事も起きないハズ(なのですが(笑))。



電源部の余白スペースに搭載した放熱器&FANに守られたLT1084

この場所は大昔は6146B用SGその他電源安定化のための
6BM8とVR150MTが搭載されていた!!!




この写真↑は2013年年末頃の様子です。50.370MTG、JIT氏との会合の時に持っていったものです。



<UPC機の仕上げ前の顛末> 【2014.7.27】

 APB3-EX、釣竿アンテナ+ATUが仕上がったので、伸ばし伸ばしになっていた、真空管UPC機の仕上げにかかることにします。この機械もスタートしたのは2年半前ですから、もう、いい加減ちゃんと仕上げないと、またまた未完の機械になってしまいます。この後にも作ってみたい無線機がたくさんあるので、しっかり仕上げて次のアイテムに移行したいものです。というところで、真空管UPC機に向かうと、殆ど完成していたと思った機能がイマイチだったり、新たなトラブルが発生したりで、けっこうな戻りが発生しています。まずは、そういった部分をクリアしてから、本当の仕上げにかからなければいけません。ざーっと見てみると、いきなり動作がおかしいカウンターパンチを浴びました。半導体UPC機のときのように、それらをつらつら書き残しておこうと思います。要するに忘備録という感じでスタートします。


1.ロータリーエンコーダーを回しても周波数が変化しない!

 久々に電源を入れて、くらったジャブの一発目がこれです。さすがにちょっと焦ってしまいました。というのも、プログラム構成もハードの構成も殆ど覚えていないので、さてどこから調べようかと、一瞬目の前が暗くなりました。けっこう回路構成も大きくなっているので、トラブルに遭遇すると、悪そうなところに当たりをつける「カン」が大いに鈍っているからです。こういう時に闇雲につつきまわすと、大事故になってしまって、「やる気スイッチ」が永遠にオフになります(大笑)。ですから、ステップバイステップで着実に進むことが肝要です。





AVRとREの並んだ写真

話題のネタ元という以外に特に意味はありません(笑)。



 なので、信号を最初から追ってみることにしました。まずはREは大丈夫かな?と思って、AVRのA相B相の入力ポートを見てみますと、なんとこのポイントの信号振幅が0-1Vしかないじゃないですか。こりゃREが壊れたと思って、配線を外して、REから号を見ると、正規に0-5Vのパルスを発生しています。こうなると、少し考えにくいのですが、AVRのポートがおかしくなったようなのです。REを接続した状態で、信号がハイ(5V)レベルまで上がらないようです。これは不思議で、いままで(少なくとも最後にいじった13年夏まで)、正常動作していたので、こういうことはあまり考えたくないですね。

 でも、現実的にはAVRの入力ポートが壊れていたようです。新たなATmega164-Pをプログラムして換装すると、何事もなかったかのように正常動作を始めましたから。一応、REの出力回路(オープンコレクタ)もチェックしましたが、仕様書通りの回路で作っているので、不具合の有り様が無いです。なので、本件はAVRの不良ということで、一応の決着とします。

2.なんだか感度が劣化している・・・・

 最初、真空管UPC機を再度いじり始めた直後、勝手が思い出せず往生していました。まずは全バンドの感度を測ろうとSSGで感度を見てみると、ローバンド(3.5&7)のうち、特に7MHzの感度が6dBくらい劣化しているのを確認しました。といっても0.98μVrms程度でしたから、大した話ではなくて、実際のワッチではガンガン信号が入ってきます。なんで7MHzだけなのかと、気になってローカルのレベルを見てみると、他のバンドに比べて1/3くらいの電圧レベルです。この原因はあとから追加したローカルのBPFのfズレだったようで、これを調整して事なきを得ました。このくらいの話なら「かわいい」ものですね(笑)。


3.クロックのPLLが誤動作を始めた!


 ある休日に、昼の14MHzを聞いていたら、なんだか、受信音が濁って聞こえています。ノイズは少ないバンドでS9の信号だったので、明らかに濁っているのが解りました。まぁ14MHzに出ているOMがそんな狼藉を働くわけがありませんから、こっちの不具合でしょう・・・ということで、ローカルの信号を見てみると、うーーん、浅いFM変調がかかったような信号波形です。




ローカルの波形

7MHz受信時16MHz帯を発振している
SPAN:2kHzの様子



 ローカルはすべてDDSですから、こんなPLLの外れた信号を出すからには、元になるDDSクロックが悪いに決まっています。ということで、そちらを当たってみますと、ぎょえーーーってな状況です。





400MHzクロックの波形



 よく見ると、FM変調のスペクトラムにみえますね。なんでこんな風になるのでしょう?考えられる原因は2つです。一つ目はPLLの制御ループに外乱信号が混入する、二つ目は、電源電圧変動とかの外乱等でしょう。とあたりをつけて、まずは簡単な後者から見ていきます。じつはこの現象は、電源ON直後に起きやすく、事象が起きた後、電源OFF/ONを行うと、何とそのあと直ってしまって、数時間経っても起きないことが多いのです。この現象を捕まえるには、一日に一回が勝負です(笑)。なので、まずはVCXOの電源ラインにオシロのプローブを仕掛けて電源投入すると、あるとき、





電源リップル波形


レギュレータを素通り!



 また、ぎょえーーてなリップル波形がVCXOの電源ラインに残っています。これでは、ひとたまりもありませんね。しかし、電源OFF/ONでこれがピタリと止まってしまうのが不思議です。どういうメカニズムでこういう事象が起きるのか、興味はあるのですが、それを追及するには、時間が掛かりそうで本意ではありませんから、単に発狂レギュレータ??を交換してしまいましょう(笑)。

 な〜〜んて、早まるとロクなことにはなりません。というのは経年変化でレギュレータの故障って、普通あまり考えられない話だからです。なので、電源系の電圧を測ってみることにしました(いわば基本中の基本)。そうすると、電源オン後時間がたって、不具合事象に遭遇すると、オオモトの整流回路の電圧が3Vくらいドロップするのです。ここは−10Vを供給するのに2段階でレギュレータを噛ましていて、−14V→−12V→−10Vとしているのですが、これでは2段のレギュレータを通り越して電源リップルが通過してしまいます。

 この原因はというと、トランスのAC電圧は変動してないのを確認したので、最後は倍電圧の整流回路が怪しくなります。そういう目でよく見ると、電解コンデンサの頭がいやにべとついているのに気が付きました。これは、電解液の漏出?、通電後時間がたつと特性劣化?なのかもしれません。念のため、整流用ダイオードとコンデンサを交換したら、そのあとはトラブルは起きなくなりました。ただ、取り出したコンデンサの容量は、LCメータで測ってみると、殆ど表示通りの値であるのが不思議です。通電中になにがおかしくなるというのでしょうか?まぁ、劣化の元は解ったのですが、メカニズムはワカリマセン。ただ、これ以上深く究明するには時間が無いので、この件はこのあたりで手を引きたいと思います。


4.またまたロータリーエンコーダが反応しない!!

 そうこうするうちに、またまたREの回転が周波数変化に反映されない事象に遭遇しました。え〜〜〜?またかい?という感じで、AVRのA/B相インプットを調べてみると、正常動作のようです。これは痛い!原因が解らん。。。。うーーん、こういう時は少し時間を置いて、いろいろ思いつく「心の声」に耳を傾けることにしましょう(笑)。一応、少しは気にかけていると、ふとした時に、解決に至る道が開けるからです。



これも話題のネタ元という以外に特に意味はありません(笑)。

そのうちご覧に入れるパネル面ではあります。(露出補正=-2.0) どこかのカメラのティザー広告みたいですね(大笑)。


 今回は、基本に立ち返って、ソフトの方も見てみることにしました。だいぶ前に作ったので、動きを追うのが面倒でしたが、現象と突き合わせていくと、怪しいルーチンがあることが解りました。現象は電源ON直後に、バンドSWは効く(表示、DDS周波数設定)が、REの動きが反映されないというものです。自分がCPUになったつもりで動きを追うと、ありました、これに間違いありません。

 というのも、通常は、初期設定で周波数分解能を10Hz(Fine)にしてるのですが、電源ON時にこれがたまたま100Hz(Corse)に設定されていると、周波数分解能検出ルーチンをすり抜けてしまって、周波数分解能=0Hzが設定されてしまうというバグでした。なので、REを回しても、DDSに設定される周波数のインクリ/デクリが起きません(というか、0Hzがインクリ・デクリ量に設定される)。わかってみれば他愛のないバグでも、以前と違う動作に見えるのは「ドキリ」とします。プログラム動作確認をすべてのケースで実施していれば容易に発見できるでしょうが、最少のチェックで事を済まそうとすると、潜在バグは避けられないなぁと反省しきりです。

5.おいおい、長時間通電してると、ハム音でSメータが振り切れて、REも効かなくなるぞ!

 まったく、いつまで続くバグレポート!てな感じですが、これ↑も確実に起きるようになってしまったので、原因を究明しておかなければなりません。こんな現象は以前はまったく起きなかったので、なにか、最近に作業した項目で心当たりはないか考えてみました。あまり考えたくないのですが、電源を鉄のケースに収容してから、この現象が起きるような気がしました。というか、試してみたら、電源部の鉄のカバーを外すと、この現象は起きなくなるのが確認できました。うーん、こりゃ、放熱が悪くてなにかイタズラしてるのかなぁ?と。確かに、ヒータ用レギュレータにファンはついていますが、その通風孔はまだ空けてなかったりで、空気の取り入れに関しては、相当にまずそうで、かなり内部には熱がこもっています(笑)。

 なので、考えられるのは、先の3.の事例でも解るとおり、電源系の「発狂」です。特に現象でぶーーん音がでるのは、AF系統の電源が怪しいですね。REも効かなくなるのは、共通の電源かもしれません。そこで、電源部をケースに入れた状態で、半導体に供給している4系統の電源電圧(ヒータもDCなのでこれも含む)をモニタしてみることにしました。すると、周囲温度28度のとき、動作開始後1.5H位経過した時点で、メイン系統のLM317によるレギュレータの出力電圧が13.5Vから7.3Vに低下するという事象に遭遇しました。このLM317はシャーシーを放熱器替わりにしているので、あまり熱容量が大きいとはいえず、放熱効果も期待が少ないということなのでしょう。そのLM317には加熱保護回路が入っているので、電圧が落ちたのでしょうね。電源をケースインすると、熱環境が劣化して・・・・てなところでしょうか。




LM317仕様の記載


 この電源は、RXのAF回路、DDSやAVRにも供給しているので、これが落ちると、いままで観測していたような事象が起きることは辻褄が合います。ではどうするか?LM317の電圧差は5Vくらいなので、リップル条件が許せば、出力電圧を若干上げちまって、損失を防ぐのがいいかもしれません。ためしに15.5Vまで上げてしまいましょう。出力電圧増加による、入出力電圧差を、電源リップルが素通りしない最低限のレベルまで縮めてみました。この状態で、かなりの時間通電しっぱなしにしていますが、今の周囲温度では、本バグレポートの現象は起きていません。盛夏の連続運転時になるとどうかは、改めて確かめる必要があるでしょうが、一応、対処済みとしておきます(笑)。


<UPC機の仕上げの顛末A> 【2014.8.10】

 前回からの続きです。

6.そうそう、鉄製のカバーをかけても動作可能にしなければ


 以前、このUPC機の作業を中止したときには、通気口の無い鉄製のカバーをかけると、@動作に伴って天井がチンチンに熱くなり、内部は灼熱地獄の様相(大笑)を呈し、Aそれに伴い、7360のDBMのキャリアバランスが劣化して、パネル面に出したポテンショメータでは調整しきれなくなる・・・という不具合を認識していました。7360のDBMは真空管そのものを電磁シールドしていないので、裸の状態で電源部を近づけるとハムが乗りやすかったのですが、電源、本体もろとも鉄のカバーをかけると、その不具合を撲滅できるので、何としても「鉄製ケースカバー」を装着したいものです(笑)。 

 さて、どうしようかと考えましたが、ここは、単純に、「ケース上部に大きな穴をあけて、パンチングメタルで通気口を作ってやろう」というものです。よく考えると、リードのAS-2なる超昔型ケースを使っているのですが、昔の感覚で、これに4バンドのTRCVを突っ込もう(それもTXはUPCだぜ)なんて輩がいるはずもありません。せいぜい、5球スーパーでも作るのが関の山でしょう。そういう熱設計なのだと思います。何せ通気口は、取っ手兼用の両サイドの穴しかありませんから、これじゃ、熱が逃げません(笑)。

 ということで、鉄製ケースに大穴を開ける羽目に相成りました。これは口で言うのは簡単ですが、実行するのは至難の業です。工具と言えば、使えそうなのはハンドニブラーくらいですので。一回の動作で進むのはせいぜい1.5mmくらいですから、大穴を開けるのには数百回の動作が要ります。これが、アルミなら、軟くて楽なのですが、鉄ですから、本当に手が痛くなります。結局2つの穴(RX-IF,Tx-MOD、TX-UPC用とPA用)を開けるのに、3日もかかってしまいました。実際には、しばらくやってると、手が痛くなって続ける気が起きなくなるためですが。





大穴を切り取った鉄製カバー



 なんとか、大穴をあけて、やすり掛けが完了したので、ケースに入れて、実際に動作をさせてみました。さすがに大きな穴なので、空気の流通は良好で、筐体全体に熱がこもるようなことはありません。これはグッドです。また、シャーシをケースに入れると、真空管らしさが見えなくなっていたのが、ばっちり見えるようになります。ヒーターも5687なんかは赤々とつくので結構、気分が高まります。なので、ここは、パンチングメタルで隠すことはしないで、動作させるときはオープンにして、使わないときは、屋根にカバーでもかけておこうということになりました(笑)。





ヒータ点灯の様子


左下の明るいのは6J6、その斜め右上が5687、7360は右上コーナー



 さて、肝心なのはここからです。鉄製ケースに本来期待するところは「電磁シールド」です。そうです、7360のMODにハムノイズが乗らないように期待をしていたのですが、電源も鉄ケース、本体も鉄ケースをかぶせることで、電源と本体を近接させても、電磁誘導による妨害(ハム)が起きることは無くなりました。これで、狭い棚に電源と本体を並べて収めても、問題なくオペレートできることが確認できました。めでたし、めでたし(笑)。



7.増幅型ALCはどないだ?

 SSB機器の場合、ALCは必須の機能ではありますが、私の作る小電力の機器(10W以下)の場合、省略しちまうことが多かったです。最近では少し反省して、半導体UPC機あたりからは10WでもALC機能を搭載ました(もちろん、この機種の場合、後に200Wリニアを想定しているので、ALCは必須です)。真空管機の場合、グリッド電流という格好の検出ポイントがあるので、この機器でALCを搭載しないという狼藉を働いたら、せっかくの真空管様に対して大変な失礼というものです(笑)。ということで、ALCはTX関連なので、こちらに記載しておきます。


 はい、ALCからお帰りなさい。次は真空管UPC機の最後?のアイテムです。

8.ダイヤルエスカッション作成、パネル塗装について

 仕上げにかかる頃になると、どーも飽きっぽくなるので、ここが正念場です。ところで、このパネルの起源は、思い起こせば40年くらい前にさかのぼるのではないでしょうか。よく腐食していないものだと感心するくらいです(大笑)。当時の構造ではVXOをギアダイアルで駆動していたため、パネル面には目盛盤を表示する扇形の穴が開いていました。今回は、そこにLED表示用の穴をあけています。また、VXOをREに換装したので軸の位置がずれたり、なんとまぁ格好の悪いことですが、これらは、ダイヤルエスカッションや、ちょっと大きなつまみを使うことで、表向きは不細工加工部分が隠せるはずです。なので、ダイアルエスカッション作成と、パネルの塗装をして、早いとこ完成に持っていきたいと思います。





パネル、エスカッションの様子



 もとは、こんなかんじでしたから、だいぶ雰囲気が変わってきています。最初はパネルに塗装しようかと思っていたのですが、クリーム色の塗装(前回のもの・・・うーーん、何年前の話だろうか?)を紙やすりでそぎ落としているうちに、ヘアーラインっぽくなんて来たので、塗装するのは止めにして(失敗も怖いので)、アクリルラッカーのクリアを吹き付けて終わりにしました。見た目は、そうおかしくはないので、省エネになったと思っています(笑)。エスカッションはアルミの3mm厚の板材にLEDの角穴をあけて、艶ありの黒色ラッカー塗料を吹き掛けてあります。この黒艶塗装はけっこう気に入っています。

 文字入れも終わってみると、格好もついてきて、さらには、真空管マルチバンドTRXとしては高密度で小型にできている感があり(もっとも電源とDDSは外だしだが)、やっとこさ懸案の真空管機を仕上げたなぁと自己満足に浸っています。というところで、この項は一旦終了にしたいと思います。さーーて、次は何で遊びましょうかねぇ??






最終形態