진공관식 50MHz AM/FM/CW 헤테로다인(Heterodyne) 송신기의 제작 (MAFTX-50A)
- 2010년 제작 -
【이 페이지의 최종갱신일:2010년11월20일】
아래의 사진은 당국이 1960년대의 고교생시대에 자작한 50MHz 송수신기입니다. 이 그리운 송신기는, 2E26파이널10W, AM변조는 6BQ5 Push-Pull의 Plate/Screen Grid동시 변조, FM변조는 VFO에 Varicap에서 했습니다. 수신기는 고주파증폭 1단중간주파증폭 2단에 크리스탈·컨버터를 내장시켰습니다. 매일 저녁의 Ragche에 정말로 활약해 준 그리운 자작기입니다만, 아깝게도 그 후 버려버려 지금은 남아있지 않습니다.
나이를 먹을 때마다? 이것이 무슨 일이 있어도 그리워서 잊히지 않고, 어떻게든 재현할 수 없는 것인가라고 생각하는 모양이 되었습니다. 다행히 LEAD의 갸비닛 AS-1은 Long Seller에서, 아직도 제조 판매되고 있습니다만, MITSUMI의 다이얼MD-5이라든가, VFO용의 Dial부Vernier등은 입수 가능하지 않습니다. 생각해 보면, 옛날 자신이 버린 연인과 또 원상태로 돌리려고 하고 있는 남자로 보이고, 그것은 매우 꼴사납다 (웃음)! 라고 말하는 것을 생각한 끝에, 라면 첫사랑의 이미지를 품으면서 더욱 진화시킨 「형님」 (언니(누나)?) 판
을 제작하기로 했습니다.
보통 AM송신기는 원발진 주파수를 곱셈을 하고, 목적주파수를 얻습니다만, 50MHz가 되면 주파수의 안정은 바랄 수 없고, 그것은 옛날의 자작기라도 약점이 되고 있었습니다. 거기에서 책기는, 5MHz의 VFO에 크리스탈 발진의 로컬OSC를 믹스하는 것에 의해 50MHz를 얻기로 하고, VFO에는 YAESU의 FLDX400로부터 뗀 유니트(12AU7/1개 사용)을 유용하고, 그것이야말로 SSB기같은 정도의 안정도를 실현하기로 했습니다
게다가 이것에 의해, 이후 제작 예정의, 같은 VFO유니트를 이용한 전용 수신기와 Transceive조작을 할 수 있게 되고, 이것도 큰 특징이 됩니다.
한편, FM을 얻기 위해서는 크리스탈에 Varicap에서 변조를 해도, 걸어 달해서 주파수를 드려서 하지 않으면 충분한 주파수편이를 얻을 수 없다고 생각되므로, 책기는 크리스탈 발진의 로컬OSC를 6배의 곱셈으로 얻는 것에 의해 이 문제를 해결하기로 했습니다.

이것이 블록·다이어그램(Block Diagram)입니다.
나의 신조로서, 자작기에는 필요이상에 돈을 사용하고 싶지 않습니다. 고급인 신품 부품으로 자작하는 것도 예술작품을 만들어 내는 것 같아서 좋을지 모르겠습니다만, 아마추어의 자작의 제일 훌륭한 점은, 「창의연구」라고 생각합니다. 정크나 폐품의 활용, 재활용은 정말로 「시대의 요청」입니다. 이 환경 보호의 시대의 최선봉입니다.
제작에 즈음하여, 모체로서 TRIO의 AM송신기TX-88D의 정크를 입수했습니다. 불과 몇천엔으로, 갸비닛, 전원 트랜스, 변조 트랜스, 릴레이, 로타리 스위치등 귀중한 부품을 손에 넣을 수 있었습니다. 또, VFO유니트는 그 다이얼 기구와 함께 YAESU의 SSB송신기FLDX400의 정크를 이용했습니다. 파이널의 Shield Box나 Core를 넣은 Coil Bobbin, 배선용의 단자판등도 FLDX400의 해체 부품을 활용했습니다.

이하가 책기의 회로도입니다. 검토에 검토를 포개고, 우선 이러한 회로에서 착수하기로 했습니다.

야후·옥션에서 입수한 저렴 정크의 TRIO의 TX-88D를 도착과 동시에 아까움도 없고 분해합니다.

벌거벗은 섀시를 세정한 뒤, JIgsaw에서 섀시 표면을 잘라 떼냅니다. 전원 트랜스 설치부의 강도등을 생각하면서 우선은 한복판을 네모나게 잘라 떼냈습니다.

잘라 떼낸 섀시 표면에, 1.6mm의 두께의 알루미늄·패널을 붙입니다. 이것으로 새로운 갸비닛+섀시에 다시 태어납니다.
YAESU의 FLDX400의 정크로부터 뗀 VFO유니트의 부착입니다. 구조상 섀시로부터 가라앉히지 않으면 안되므로, 알루미늄판으로 설치 부품을 제작해서 설치했습니다.

섀시 위로 전원 트랜스와, 부품배치를 보기 위해서 TX-88D의 6BQ5푸쉬풀(push-pull)의 변조 기판(사용은 하지 않습니다)을 두어서 본 바입니다.

패널의 일부를 끊어 떼고, 미터와 다이얼 창문을 확보했습니다.

파이널의 쉴드·박스는, YAESU의 FLDX400로부터 뗀 것을, 약 반의 크기에 축소 가공해서 사용하기로 했습니다.

우선 PALTE VC의 조작을 할 수 있게 되었습니다만, LOAD VC의 돌리는 방법이 없습니다.

잠시동안 고민한 결과, TRIO의 TS-520의 분해 부품으로서, 야후·옥션에 출품되고 있었던 Chain과 톱니바퀴를 입수하고, 섀시 아래의 회전축으로부터 Chain에서 돌리기로 했습니다.
회전축받이에는, Head Phone Jack를 개조한 것을 이용했습니다.

이쪽은 작업중의 공작 실의 모양입니다

체인이 잘 설치할 수 있었습니다. 한편, DRIVE2단의 VC를 연동시키는 구조는 2밤 고민했습니다만, 어떻게든 이러한 구조와 배치에서 해결 가능한 일이 되었습니다.

진공관을 설치하고, 섀시내에 쉴드판을 돌리고, 릴레이도 설치했습니다. 어쨌든 스페이스의 여유가 없고, 정면에 VFO유니트에서 장소를 빼앗기고 있기 때문에 부품배치는 지극히 어렵고, 쉴드판의 전개의 방법에도 숙고가 필요했습니다.

최종적으로 무슨 일이 있어도 스페이스가 충분하지 않고, 어쩔 수가 없게 전원 트랜스 패널측의 블록형 전해 콘덴서 설치 스페이스를 전용하기로 했습니다. 섀시 강도를 유지하기 위해서 필요 최소한의 섀시의 절제에 그치고, 그 위에 알루미늄 패널을 붙였습니다.
전해 콘덴서는 최근 소형의 제품이 만들어져 있으므로, 어떻게든 섀시 아래로 거두는 것으로 합니다.
패널면에는 오이타(大分) 완성후의 모습이 보였습니다.

1mm의 두께의 알루미늄판으로 화장 패널을 제작해서 붙였습니다. 단숨에 드레스업(dress up) 했습니다. 미터도 장착했습니다. 미터는 화장 패널에 직접 장착하고, Siemens-Key는 철 패널에 장착했습니다만, 뒤의 부품은 모두 철 패널과 화장 패널과 끼워서 장착합니다.

2일간 실패를 되풀이했습니다만, 2mm의 두께의 알루미늄판을 줄1개로 가공하고, 다이얼 창문을 제작했습니다. YAESU의 FL-100B와 STAR의 ST-700의 절충안으로, 디자인적으로 잘 밸런스를 잡았습니다.
이것으로, 상당히 멋져졌습니다.

드디어 배선에 착수했습니다. 우선은 전원과 변조 회로,그리고 릴레이 회로를 짜고, 기본동작을 확인했습니다. (중요한 전원 트랜스나 릴레이가 정크 부품이므로, 이 단계에서 문제가 없는 것을 확인)

RF부의 배선에 착수했습니다. 어쨌든 스페이스의 없음과 부품배치의 괴로움으로, 쭉 응시해서 고민하는 시간의 연속입니다.

배선 작업의 사이에, 기분 전환으로 다이얼 창문에, 1mm의 두께의 아크릴판에 커터 나이프의 첨단에서 도랑을 깎고, 거기에 빨강 잉크(수성 싸인 펜)을 따라 넣은 것을 뒤에서 붙이고, Cursol로 했습니다. 이것을 잘 할 수 있었습니다.

밴드 변경OSC회로를 만들었습니다. 우선 크리스탈은 아키하바라(秋葉原)에서 600엔으로 팔고 있었던 딱 주파수가 일치한 물건이 제일 오른쪽 끝에 1개만 딸려 있습니다. (50.0∼50.5MHz 밴드용)
무슨 일이 있어도 스페이스가 없고, 크리스탈 설치용의 판은 패널 뒷편에 금속 스페이서를 땜납으로 설치했습니다. (철 패널은 가공이 어렵습니다만, 땜납이 유효하므로 이러한 때는 편리해서 한다 ) OSC코일은 FLDX400해체 부품 속에서 딱 맞은 것이 있었으므로, 그대로 사용했습니다.

오배선이 있을지도 모르겠습니다만, 드디어 모두 조립완료했습니다! (이라고 생각합니다)
배선을 묶는 등의 작업은 완성후의 마지막 작업으로 예쁘게 합니다. 조정의 단계에서 어떠한 사태가 발생할지 알지 않으므로… 회로의 재검토라든가...

점화식 감행!!
일단 작업 책상 위를 청소기로 예쁘게 하고나서 심호흡. 언제든지 방으로부터 탈출·피난할 수 있는 체제를 갖추고나서 (옛날부터 진공관식의 기기의 점화는 언제나 이랬네요… 아하하∼∼) 콘센트를 삽입합니다.
무엇? 배선의 재검토를 했는가?? 그것은 참으로 ∼, 그것 말야 기본중의 기본이에요. 아니에요, 하지 않았습니다! 조립의 도중에 몇회도 몇회도 확인하고, 기본회로까지는 점화 시험은 하고 있으므로, 여기는 한번승부! 사내아이이지요!!
전원 스위치 온!
얼굴을 옆에 향해라! 도망쳐라 ∼∼∼!!
? 곧 폭발은 없을 것 같습니다. 히터도 따뜻해졌습니다만 응시해도 연기는 나오지 않습니다. 풍기고, 소리, 진동등 없습니다.
아이고라고 생각한 것도 잠시동안. 대담하게도 스탠바이 스위치 온!
큰 소리로 릴레이가 들어갑니다. PALTE전류계가 조금 움직이고 있다 (왜 조금밖에 움직이지 않니?···C급 동작인데도 ··하옇든, 나중에 생각하자)
보통은 여기까지 하지 않지요. 그래도 뭐라고 할 것인가, 부상의 치료할 때에 눈 감아서 단숨에 딱지(부스럼)을 벗겨버리는 것 같은 것으로 ·… 이미 이것이상 나쁜 것은 일어나지 않는 것이기 때문에 우선 안심.
거기에서 일단 전원을 끕니다. 쇼핑하러에서도 가서 1회 머리를 식히고나서 조정을 시작할까라고 생각합니다.

조정을 시작해 보면, 대단히 심한 자기발진! 삽입할 수 있는 곳에는 모두 By-pass콘덴서를 삽입하거나 RFC를 삽입하거나, 진공관 히터용 전원선의 배선을 전면적으로 다시 하고, 바이어스·라인의 배선을 전면적으로 다시 하고, 변조 트랜스에의 배선도 전면적으로 다시 하고, 단간의 쉴드판의 설치, 6AQ5∼6146의 신호 선의 쉴드측 해방등, 상당히 끝까지 모든 수단을 다 썼습니다만 원인을 모르고, 몇일간 써버려버렸습니다. 최종적으로, 6146의 곳으로 보이고 있는 RFC를 시판하고 있는 2.5mH나 1.0mH로부터, 에나멜선에서 30턴 정도 감은 상품에 교환한 것이 결정적 수단이 되어서 해결했습니다.
헤테로다인(heterodyne)부에서 신호의 흐름을 따라서 검사해 보았습니다만, 최종적으로 제대로 50MHz대의 RF가 생성되고 있습니다. 단지 최후의 헤테로다인(heterodyne)(35MHZ+15MHz)후의 신호 수준이 낮기 때문에, 지금으로서는 C급으로 RF증폭부를 드라이브 되어있지 않은 상황.
조정의 과정에서, 이 주파수구성에서는 spurious상의 문제로 쓸모가 안되는 것을 알아차렸습니다. 더해서 FLDX400의 VFO의 발진 주파수가, 「반대 다이얼」 (0∼500KHz에 대응하는 발진 주파수가 5.4∼4.9MHz)이 되고 있어, 차이의 헤테로다인(heterodyne)을 하지 않으면 사용할 수 없는 것에도 알아차리고, 설계 변경을 할 필요가 나왔습니다. 검토를 겹치고 있습니다만, 무선기 메이커에서조차 제일(가장) 고민하는 문제인 것이 잘 압니다. 정말로 헤테로다인(heterodyne)의 주파수구성은 어렵다! 저쪽이 잘 되면, 그 탓으로 이쪽이 잘 되지 않고…

이것이 베스트인 것일지는 모르겠습니다만, 과감하게 국부발진 주파수를 50MHz보다 높은 곳에 있어서 이런 구성으로 가기로 했습니다. 현상의 구성으로부터의 개변도 최소한에 남길 수 있어 편할 것 같고… 5MHz의 국부발진은, 어쩌면 10MHz 직접 발진의 편이 좋을지도 모르겠습니다 (VFO의 주파수와의 간섭상)이, 이것은 나중에 간단으로 변경가능하므로, FM변조 주파수편이 확보의 여력을 남긴 채 우선 이것으로 시도해 봅니다.
우선 65MHz대의 3rd오버톤(overtone) 발진의 크리스탈을 발주했습니다.

이것이 이번의 설계 변경과 여러가지 세부의 변경을 더한 회로도입니다. 당초의 회로도와는 대단히 바뀌었습니다.

특별주문의 크리스탈이 닿고, 개조·조정중입니다. 헤테로다인(heterodyne) 시킨다가 되면, 계측기 없이는 어떻게도 안되고, 이것을 기회로 샷쿠로부터 계측기 군을 공작 실에 이사했습니다.
여기까지 만들고나서의 회로 변경은 대단합니다. 스페이스를 확보할 수 없고 신호의 흐름도 잘 확보할 수 없는, 쉴드가 어려운등 어려운 문제 산적이 되어버렸습니다.
FM변조는 곱셈없슴이라도 어떻게든 방법이 있을 것이라고, 로컬OSC는 10MHz라고 해서 VFO로 더해서 15MHz대를 얻고 있습니다. 실제로 조정해 보면, 더블컨버전(Double conversion)이 되면 무수한 spurious가 간단히 발생해 오고, 혼합 수준의 조정도 물론 필터링이 최대의 열쇠가 되어 왔습니다. 여기에서는 차분히 시간을 들여서 대응하기로 했습니다.
패널을 레터링을 한 화장 패널에 교환하는 작업을 남기고, 조립 작업은 여기까지에서, 완료했습니다.

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