真空管モノラルFMチューナー



並四ラジオ、MT管スーパー短波ラジオ、ST管5球スーパーと、週末ごとに製作に熱中していた私は、次のターゲットとして真空管で高い周波数を狙いたくなりました。丁度そのときに、偶然にトラ技の広告にデッドストックのIFTの広告が載り、トリオのR-10.7というFM受信機用のIFTを入手することができました。(その後オークションでも新品を入手しましたが)製作に熱中すると、特性を確認して終わりとするものが多いのですが、このチューナーはその後現在に至るまで9年近く、製作の際のお供として、毎週末活用しています。

  ○構  想

昭和32年12月に開始したFM放送ですが、当時の受信機の構成を「電波技術臨時増刊Hi-Fi回路図集NO.3(昭和33年10月発行)」を元に調べてみました。その時点で国産だけでも純粋なチューナー、アンプにチューナーを付加したものなど50機種以上が販売されているのにもびっくりですが、TRIOのチューナーを例にとって当時の構成を示します。中間周波数はどれも10.7MHzです。フラグシップは同調式高周波増幅、フォスターシーレ検波(IFT4段)、AFC付のものです。この機種はREALISTICと呼ばれ初代のチューナーとしてFM雑誌にも何度が取り上げられていたことがあるので写真で見たことがある方も多いかも知れません。その次ランクは非同調高周波増幅、フォスターシーレ検波(IFT4段)、AFC付でAMラジオのチューナーも内蔵した機種、その次に、非同調式高周波増幅、レシオ検波(IFT3段)、AFC付のFMチューナーがラインナップされていました。そして、我がR-10.7の付属のデーターシートに載っているのは、非同調式高周波増幅、レシオ検波(IFT3段)、AFC無しという一番ローコストのものでした。高級機はフォスターシーレ式、普及期はレシオ検波として中間周波数増幅を一段節約し、高周波増幅の同調、非同調、AFCの有り無しを組み合わせて商品の違いを出していることがわかります。もっとも当時の製作記事は2球式のスロープ検波なんてものも多かったようなので、それからみると相当上等であったようです。

 レシオ検波であることはIFTの構成上仕方が無いのですが、「FM受信機-修理から設計まで-(藤巻安次著 誠文堂新光社 昭和37年発行)」というFM受信機を基本回路からアクセサリ回路まで非常にわかりやすく記述されている参考書を近くの図書館で得ることができたので、徹底的に参考にし高周波増幅を同調式に、AFCを付加し、センターメーター、Sメーターもつけ、少しはチューナーらしくすることにしました。



外 観 図

  ○回路の構成

 高周波増幅は6BA6(4300μmhos)を使っている例もあるのですが、高周波まで特性が良い6AK5(5100μmhos)を使うことにしました。同調式とし、発振周波数の漏れの低減を狙いました。このためにはバリコンは3連が必要なので、手持ちのAM部付きの減速器付4連のものを使いました。発振はオーソドックスなハートレー式とし、混合と合わせて12AT7に任せます。2段の中間周波増幅は6BA6、検波は6AL5としました。やや出力が小さかったので、検波と出力端子の間に電圧増幅を1段設け、メーターアンプとともに12AT7を、AFCも12AT7の片側を利用しました。整流は両波整流の6X4とし、60mAのトランスにつないでいます。やや冗長な感もありますが、8球式のFMチューナーとしました。

高周波増幅  混合   中間周波増幅 検波 低周波増幅

6AK5―12AT7(1/2)―6BA6―6BA6―6AL5―12AT7(1/2) ―出力

         ↑            ↓   ↓

        発振―――――――――――AFC  メーターアンプ   整流

       12AT7(1/2)      12AT7(1/2)   12AT7(1/2)    6X4


  ○製  作

製作時には、真空管を用いた高い周波数の初めての製作であったため、まずはIFTのデーターシートどうりに忠実に作ったあと、発展させる方法としました。AMのラジオと違い発振コイルが手作りなのも、不安を掻き立てます。(少年時代にFMワイヤレスマイクを作って、なかなかラジオの帯域に入らなくて苦戦したトラウマもあり・・・・・・・)幸いにして今回は広帯域受信機もあるので、発振さえすれば、周波数を追い込むことは可能です。最初は発振がなかなかしません・・・・・・少年時代のトラウマがよみがえります・・・・・・回路をおっかけて見るとバリコンがどうも怪しい感じです。使うセクションを変えてみると無事に70MHz台で発振をしました。ジャンクのバリコン、4セクションあるうち1つのセクションの絶縁が不良になっていたようです。幸い4セクションのバリコンであったため、不良のセクションのみ使用しないことで、配線が若干長くなるものの問題は解決です。ここで、IF周波数を注入し、IFTを調整するところですが、当時はSGを持っていません。データーシートには、測定器が無い場合には、「とにかく」アンテナをつけてFM放送を受信してみてください。かすかにでも入れば一応RF回路は働いているわけですから・・・・・」と乱暴なことが書いてありますが、発振周波数がわかる以外は、FM黎明期と状況は変わりません。(その後この惨状を見るに見かねてPWZからFM調整用のSGを無償でQSYしていただきました・・・・・)正確な10.7MHzを得るために、発振周波数を(放送周波数-10.7MHz)に正確に合わせることができれば、正確な10.7MHzを得ることができます。文明の利器の広帯域受信機を使い、発振周波数を管理しほぼ正確と思える中間周波数を得て調整をしました。




背後から

この段階でも周波数の安定度がそう悪いわけでもなく、感度はやや悪いもののプログラムを楽しむことのできるFMチューナーができました。その後、高周波部を同調式にして、トラッキング調整をし、AFCをつけました。AFCはON-OFF式にしたかったのですが、配線が長くなると浮遊容量が増えるので断念しました。メーターはジャンク屋で入手した昔のチューナーについていた、センター0のチューニングメーターと、5段階にメモリが振られたいかにもFMチューナー用のシグナルメーターを用意しました。シグナルメーターは電圧増幅回路をおごってみたものの、かえって感度が高すぎて振り切れや中間の表示ができないため、パスして直に接続する形式としました。




S字カーブ(復調)特性
横軸:周波数オフセット(kHz) 縦軸:復調電圧(V)


高周波部を同調式にすることにより、感度はおよそ10dB程度アップすることができ、発振周波数の通り抜けも気にならないレベルになったので、自宅の共聴のテレビアンテナから分配して使うことができるようになりました。

○使用感

高い周波数の回路を真空管で作ることが目標であった本器ですが、低周波増幅を持っているラジオと接続して聴くと落ち着いたなかなか魅力的な音を出してくれます。最近のPLL式のラジオよりは、感度の面では劣るものの音質では充分に勝っている感じです。また、安定して動作をしており、その後10年近くの使用に至っています。

○製作の後に

9年の使用の間には、工作の未熟さによる問題(適当にはんだ付けしたところが経年変化で取れた、無理な位置に無理してつけたボリュームの端子が切れてしまった等)、設計上で余裕がなかった部分(電源部の抵抗が真黒になった)、真空管の経年変化(もともとジャンクを使ったAFC管の不良によるAFC動作不良)等の問題を経験しましたが、基本的な回路は安定して動いています。

ただ、ケーブルテレビが集合住宅に引き込まれているタイプの家に引越しをしましたが、ここでは複数のFM波による、IMに見舞われ、なんとなく音がこもったり、放送局が無いところでもお化けが聞こえるようになりました。(実際、ほぼ同じ間隔で3局が並んでいれば両端の局は3次のIMを受けていることになります。また、実際には別々の鉄塔から発射されている電波もケーブルテレビではレベルも同じに管理されているので、アンテナ使用時に比べ条件が非常に厳しくなっています。チューナーはこのあたりはうまく処理していますが、普通のラジオにアンテナをつけるとやはり同様な状況になってしまいます。)本来ならAGCの検討ということになりますが、どうせ一度設置すれば、動かさないのだからマニュアルAGCとして、アンテナ入力回路の前に10dBと20dBのアッテネータを入れたところ、10dB入れればお化けは無くなることがわかったので、10dBに決定し、その後は大変快適に使用しています。