3.5MHz親受信機の製作
(MAFRX-35A)

【このページの最終更新日:2010年10月9日】

このラインの受信システムの構成は、「3.5MHz〜4.0MHzを受信するシングルスーパー受信機+7MHz〜50MHzのクリスタル・コンバーター」としました。
従って、3.5MHzはシングルスーパー、7MHz〜50MHzはダブルスーパー受信機となります。

なによりも作りやすさと確実さから、無理をしない選択をしました。

以下はスペック概略です。

受信周波数 3.500MHz〜4.000MHz
受信モード AM/CW(SSB)
IF周波数 455KHz
アンプ構成 高1中3
選択度対策 SSB用メカフィル(抵抗Qダンプ付)、CW用クリスタル・フィルター(500Hz)
検波方式 プロダクト検波
BFO BFOコイルによる可変式
ノイズ対策 ダイオードによるANL
周波数校正 100KHzマーカー




このシリーズは、「まずは姿在りき」でスタートしましたので、回路図設計の終わる前に、頭の中にあるブロック・ダイアグラムのイメージだけでパネル面を完成させてしまいました。
いまにも働きそうですが、まったく動きません。(笑)




その後、やっと完成した回路図です。 あくまでも「着工時」の図面なので、製作の過程で変更が加えられて行くと思います。(最終回路図は、当機が完成した段階で、最終版として掲載することとします)

高周波増幅段には内部雑音が一番少なそうな6AK5を採用しました。 ミキサーには今まで6BE6を愛用して来ましたが、これも内部雑音面では最悪の球ですので6U8を採用しました。 局発は複合管は避け、発振管としては 実際に使って見てなかなか使いやすく、発熱も小さな3極管である6C4を採用しました。 B電源回路には当然スタビロを入れて安定化を図ります。

フィルターですが、以前に作った高1中2の選択度の悪さに辟易としたので、今回はIFTにはジャンクでも大変高価で取引されているトリオの最高峰?T-11を入手、使用することにしました。 もちろんこれだけでは話にならんので、手持ちのFLDX-400の解体部品である455KHzのSSB用メカフィルと、別途入手したジャンクの455KHz用500HzCWフィルターを使ってみる事にしました。 ただしAMにSSB用フィルターはせっかくのAMのFBな音が台無しになってしまうので、Qダンプ抵抗を並列にいれて様子を見る事にしました。 どうしても具悪ければ代替品もしくはIFTに置き換えるつもりです。

メカフィルの挿入ロスも考慮して、IF増幅は3段としました。 SG抵抗を調整して、軽めに働かせる事とします。

検波は、迷わずプロダクト検波回路です。 これも6BE6は避け、回路的にもすっきりとしていてうまく働きそうな双三極管12AU7を使った回路を採用しました。 グリッドにコンデンサでBFOを注入する回路でいい思いはした事がなく、先日製作した3.5/7MHzのAM/CWトランシーバーでもその具合の悪さにもう二度と使わんと決心しました。 またBFO発振はあえてコイル式を採用しました。 SSB用でLSB/USBを頻繁に切替えるとかならまだしも、CWトーンをその時の聴きやすい音に微調整できるBFOピッチ機能はとても便利だし、周波数安定度も、そもそも受信VFOの安定度を考えたらこだわる必要を感じなかったからです。 

Sメーター回路は色々ありますが、ゼロ点の安定度、メーターの振れなど圧倒的に成績の良い双三極管差動式を採用しました。 これは先日製作した3.5/7MHzのAM/CWトランシーバーで確認済みです。

簡単なANL回路を挿入しましたが、これはFRDX-400でその具合良さを確認済みの回路で、ノイズだけでなくトーンも静かに抑えられ中々使用感がいいので採用しました。

周波数校正用に100KHzのマーカーを付加させました。 できれば10KHz位まで分周させたいところですが、とりあえずこのままで試してみようと思います。

スタンバイ回路は送信時に完全にOFFする方式ではなく、常時モニターをする(特にCWではサイドトーンの代わりになるし、VFOの安定度捕捉にも必須!)事を前提にモニターつまみで設定したレベルにゲインを殺す回路にしました。




それでは最初から順を追って製作過程をご紹介して行きます。




まず取り掛かったのは本受信機の顔となる重要なダイアルの取り付けです。 運よく程度の極めて良い50年前のミツミの目盛盤付バーニャダイアルMD-5のジャンクを入手できたので、この懐かしいダイアルに想いを込めて取りつけました。
40年前の学生時代に自作した50MHzのAM送受信機ラインはこのリードのケースとMD-5を使ったのです。 懐かしくて涙が出て来そうです(笑)。




入手したMD-5の目盛盤には、トリオの全波受信機コイルキットを使用した時の目盛りが印刷してありました。 これでは具合悪いので、目盛盤の改造から取り掛かりました。
まずスキャナーで全体を取り込んで、画像編集ソフト(フォトショップ)を使って外周の分度器状の目盛りだけを残し、フルスケール500KHzに描きなおしました。
最初はこれをシール付きプリンター用紙に印刷して目盛盤に貼り付けてみたのですが、どうしても細かい気泡が入ってしまいNGでしたので、プロフォトペーパに印刷したものを、ラミネートをし、綺麗に型通り切り抜いた物にねじ穴も開けて重ねてビス止めする方式とした所、大変うまく行きました。




照明も2発入れて組み直してみたところです。 大変綺麗で見やすく、雰囲気満点の満足行く出来栄えとなりました。




次に取り掛かったのがSメーターです。 これはダイアルに次ぐ受信機の顔で、絶対に手抜きはしたくありませんでした。 ジャンクで入手した50年前の小型の300μAの黒丸メーターがなんとも雰囲気があって気に入りましたので、この活用を考えました。 目盛盤としては、FRDX-400のSメーター(左上の角型メーターがそれです)が見やすく気に行っていましたので、その目盛盤をスキャナーで取込み、一方黒丸メーターもスキャナーで取込、両者の画像をフォトショップでウルトラCの切り貼りテクニック?でうまく合成しました。 こちらはサイズも小さいので、シールに印刷して貼り付けましたが気泡も入らずうまく改造できました。 まるでオリジナル・メーターのようにVYFBに出来上がりました。 照明も2発入れましたが、雰囲気最高! いくら見ていても飽きない美しさ!と言ったら言い過ぎですかね??




顔となるパーツ2つに結構手間をかけましたが、その甲斐あってなかなかいい感じです。 MD-5のつまみを手持ちの大きく重たいつまみに交換したところぴったりで、操作感も最適となりました。 このSメーターがピクピク動くのを想像しただけで胸が高鳴ります。




その後、送信機とVFOを完成させたので、約一ヶ月振りに受信機の製作に戻りました。
受信機はRF回路である事を忘れがちで、手を抜くとすぐ発振・回り込みに苦労しますんで、一番大切な配置と信号の流れ、およびシールド板の立て方には細心の注意を払います。
まずは、シャーシ上にサインペンで配置を描いて見ます。




描いた配置図に合わせて部品を並べてみて、取り付け位置の微調整を行います。 位置が決まったら部品のセンターを出し、センター位置にサインペンで点マークを付けます。




サインペンで付けたセンター・マークに、まずは3.5mmのドリル穴を開けてしまうと、もう後戻りはできないので、すっきりします!(もう配置や回路で悩んでも後には引けない)
真空管ソケットとIFTの穴あけ加工まで済ましたら、もうどうにも変更不可! 前に進むのみです。(笑)




真空管、IFT、BFOコイル、メカフィル、アンテナ・コイル、RFコイル、OSCコイル、出力トランスなどのシャーシー上の主要部品を取り付けました。 まだLCボックスができていません。




LCボックスにぴったりのケース(シャーシに毛が生えた程度のタカチ製)を秋葉原で見つけて来ました。 この狭まいスペースに見事ぴったり収まりました。 お陰で面倒くさい板金加工をせずに済みました。 これでシャーシ上の主要部品の取付が完了しました。




続いてシャーシ裏に取り掛かりました。 今回は徹底的に回り込み=発振に配慮しました。(3.5/7MHzポータブル・トランシーバーで散々苦労したんで) 背面の端子の配置から始まってRF信号の流れ、AF信号の流れを徹底的に検討したつもりです。 シールドもRF増幅−ミキサーからIF増幅に渡す所までは厳重にシールド対策をし、段間の板も真空管ソケットの ピンをまたいで取付けました。 全体に蓋をして密閉までした訳ではないので、手ぬるいと言えば手ぬるいと思 いますが、前回よりはかなりマシなのではないかと思います。 RF段の板には連結改造したVCも取付けなくてはならず、位置出しとか大変で丸一日かかってしまいましたが、こ れでなんとかシャーシ裏も主要部品取付けが終わりました。 いよいよ配線に取り掛かります。




電源回路、ヒーター・ライン、アースラインを張り巡らせた所です。 この段階で各真空管のヒーター点灯確認と電圧測定、ダイアルの照明確認と電圧測定、Bラインの電圧測定などを済ませます。
リレーとダイアル照明に12V/DCが必要なのですが、当初はトランスに3回路ある6.3Vのヒーター端子の内2つを直列にして12.6V/ACを得る予定でしたが、トランスの線の巻き方の関係で電流流すと7V位しか得れず話になりませんでした。 6.3V端子の倍電圧整流でも9V位しかとれず(不思議なトランスです)、結局2つのヒーター巻線を直列にした出力を倍電圧整流し、150オームの抵抗で電圧をドロップさせて、l負荷状態でDC12.6Vを得ることができました。




シャーシの左半分、すなわち低周波増幅回路、プロダクト検波、ANL回路、フィルター以降の中間周波増幅回路、そしてBFO発振回路の配線が終了しました。
かなり旧い(多分9R42J時代、60年前)ジャンクのBFOトランスだったので心配でしたが、周波数カウンターとシンクロで観測したところちゃんと発振してくれました。(しかしこんな波形で綺麗なトーンになるんだろうか??)




シールド板に囲まれた中央部分に、100KHzマーカー回路、Sメーター回路、VFO発振回路(LCボックス内を除く)を配線しました。
100KHzのマーカーもシンクロと周波数カウンターで動作を確認しました。
Sメーター回路は、IF段のフィルター以降(が完成している)にSGから455KHzを注入して動作を確認、簡単に調整を済ませました。 ついでにIFTのコアも調整してしまいました。




VFOのLCボックス内の配線に取り掛かりましたが、TRIOのSシリーズのOSCコイルは1次側だけでタップが出ているハートレー発振回路用である事に気づき(今になって気づくな!!)、なにも500KHzしか展開しないVFOにハートレー回路はないだろうと、コイルは自作してクラップ発振回路に変更する事にしました。 使用真空管も三極管の6C4から五極管の6BA6に変更です。
手持ちのタイトボビンのサイズに手持ちの0.5mmのエナメル線で目一杯巻いたのですが、ちゃんと発振は綺麗にしてくれますが、ハイCになり過ぎて、30PFのバリコンでも150〜300KHzしかカバーできません。 0.3mmのエナメル線を買って来て、コイルを巻き直すしかありません。




0.33mmのホルマル線でコイルを何回か巻き直しては測定し、30PFのメインVCで520KHz可変できるようになったので、とりあえず今の段階ではこのまま収める事にしました。

予想はしていましたが、やはりダイアル一杯に正確に500KHzスプレッドさせるのは大変です。 設計図に描いたように直列にVCを入れ可変容量を調整しながらパラに入れたVCで全体容量を調整するようにしないとどうにもなりません。
不可能ではないのですが、LCボックスが全く余裕のない寸法なので、パラに入れている超小型のトリマとかがないと無理でしょう。 あいにくもう手持ちはないし、なかなか手に入りにくいパーツだし、ちょっとお預けです。

更に周波数直線性についてはVCの羽を曲げて近似値に追い込む予定でしたが、今の状況でそれを行うと、可変範囲まで大きく変動してしまうので、NGです。 何も手を打ってない現状で、ダイアルの0KHzと300KHzはぴったり合っていますが、100KHz、200KHzで20KHz、400KHzで25KHz、上限の500KHzで50KHzずれた状態となっています。 
100KHzマーカーもあるし、このままでも慣れてしまえば使えない訳ではありませんが。  最悪の場合、実態に合わせて目盛を描き替えてしまえば100%解決する話ですので、仕上げの段階で色々検討してみようと思います。




とりあえず全配線が終了しました。 (フィルター周りは一旦配線をはずして、スルーさせて調整をしているところです)
配線の段階でオークションで入手した昔のTRIO受信コイル・セットがどうやら10MHzより上の物である事がわかり、結局発振コイルと同様にほどいて自分で巻きなおすはめになりました。
カットアンドトライでなんとか3.5MHz帯に適切と思えるインダクタンスを得ましたが、随分手間取りました。
調整を始めましたが、3.5MHzのSSBが快適に復調出来ています。 一番驚いたのはVFOの安定度で、ラグチューをワッチしながら色々調整しているのですが、20分以上たって同調つまみには触る必要もなく、普通のSSB機並みに安定しています。 これはうまく調整して仕上げれば実用機としてしっかり働いてくれそうです。




どうもメカニカル・フィルター(ヤエスのオール真空管SSB送信機FLDX-400のジャンクから取り外した物です)を通すと極端に減衰が大きいので、やっぱりなぁと思いながら分解してみると・・・・・御多聞に漏れずスポンジが死んで全体が固着していました。  これでは455KHzに共振してギンギン鳴ってくれそうにありません。 これは無水アルコールかアンモニア水で洗浄する事にして、もうひとつの手持ちのメカフィルを取付けてみました。 かなりマシになりましたが、やはり減衰が大きく洗浄したほうが良さそうです。 
しかしSSBのフィルターを付けると受信機はこんなにも立派になるのかと思い知りました。 IFTだけだとピーピーギャーギャーがウソのように静まり返り、普通のSSBトランシーバーのように快適に受信できます。
TRIOのT-11は今でも人気で、オークションでも高値をつけていますが、悲しいくらい意味がありません。(笑)
もちろんこのラインはAM/CW機ですから、このままでは狭すぎてせっかくのAMのいい音が台無しになってしまいますので、何か手を打たねばなりません。




とりあえず無水アルコール(エタノール)で洗浄しました。 あまりの美味しそうな香りに思わず飲み干したくなるのをぐ っと堪えての作業でした(笑)
バリバリに硬くなって固着していたスポンジも取れて見違えるように綺麗になりました。 コットンで包んでケ ースにしまいました。

再び回路につないでみると、出力がガバ〜〜ッと上がったのにびっくり!!とにかく生き返りました。 VFOは安定してるし、プロダクト検波はきれいに復調しているし、マーカー、ANLもうまく働いています。 メカ フィルでばっさり切れているのでSSBのラグチューをワッチしていてもかなりFBな感じです。 しかしまだS/Nが確保できていません。 フィルターまで生き返ってもそうなので、ミキサー〜RF増幅回路に問 題がありそうです。 とにかくどこかでゲインが稼げていない感じです。(高1中3なのに!) 適当に作った 同調コイルがうまくないかもしれません。




コイルを更に巻き直しました。 オリジナルのトリオのコイル・キット(写真左下)の2次側を0.5mmのウレタン線21回に巻きなおして試していたのですが、感度が上がらないので、思い切って0.33mmのウレタン線で40回巻きました。
パネル側のシャーシ上にコアの調整ネジが見えているのはその裏側に(シャーシ上のRFコイルと結合しないように)取り付けてあるアンテナ・コイルですが、こちらも同様に巻き直しました。

結果は上々でバンバンS振ってラグチューが入感するようになりました。 受信回路と言えどもやはり共振していれば良いと言うものではないですね。 回路のQが大事なのを思い知らされました。
SGで0dBμを注入して十分なS/Nでトーンの変調が聴き取れます。 FT-817と聴き比べてみましたが、遜色ありません。 これで感度は問題なくなりました。




Sメーターの直線性が余りにも良くないので色々調べてみたら、AGC電圧の変動範囲が大きすぎてメーターの比較増幅器の入力側で飽和している事がわかりました。 1MΩのゲイン・コントロ−ルをつけて、S-9をSGで合わせてから、更にSG側で+60dBまでゲインを上げて妥協できる指示を示すように追い込みました。  結局Sメーターの為に、ゼロ点調整、増幅度調整、入力レベル調整の3つのボリュームが必要と言う事になりました。

次にフィルターです。 SSBフィルターは洗浄した成果でバリバリに働いてくれ、SSBの受信は文句なしの状態ですが、AM/CW機であるので、このままではいけません。 一方500HzのCWフィルター(クリスタル・フィルター)に切り替えると切れはさすがですが、何故か挿入損失が大きくてレベルがかなり小さくなってしまいます。 色々検討しましたが、AMを快適に良い音で受信し、CWは昔の機械としてはSSB用のメカフィルで十分(あの時代にCWフィルター付けた自作機なんて見たことありません)と言う結論に達し、メカフィル(SSB用)とIFT(AM用)を切り替えて使う事にしました。

写真は仮にIFTをつないでスイッチで切り替えて様子を見ているところです。
おおお〜〜〜、やはりこの音じゃなきゃAM機じゃない! IFTに切り替えると途端に聞こえ出すワイドな信号/混信、色々な音! バンド内で聴こえる朝鮮ピョンヤン放送の音の生々しさ! メカフィルに切り替えるとシーンとなってクリアーに静かに聴こえるSSBやCW。 とてもいい感じです。




部品箱の中に以前に秋葉原で購入してきた新品のムラタのAM用6KHzセラミック・フィルターがあるのを見つけ、試してみたら実にFB!
狭すぎず、広すぎず、AMを綺麗に復調する一方でかなり帯域はバッサリと切ってくれているのでIFTのような別世界級の賑やかさはありません。 数百円だっと思いますが」、優秀さにびっくりしてしまいました。
結局IFTは止めて、SSB用メカフィル(CW用に使う)と、このAM用セラミックフィルター(AM用に使う)を採用する事にしました。 

スタンバイ回路は最後までペンンディングにしていたのですが、-100VのバイアスをAGCラインに加える方式が一番具合良さそうなので、100V出力のあるジャンクの小型トランスを一個追加しました。(なんと以前に製作した3.5/7MHzポータブルトランシーバーのケースに採用したジャンク測定器の中に入っていたものです。 なんと素晴らしい測定器なんでしょう!)




実際に同調してみてバーニャダイアルでSSBの復調もちゃんとできるし、下手にLCボックスに穴を開けてVCまで配線を伸ばしたくなかったのでファイン・チューニングのVCはやめました。
代わりにRF GAINの他にIF GAINが調整できるようにしました。 フィルターを切り替えた時、モードを切り替えた時のゲイン差が結構大きいので、IFゲインも別途調整できるようにした結果大変使いやすくなりました。
ムラタのセラミック・フィルターはご覧の通り大変小型ですが、働きは実に優秀です。




実はダイアルの目盛の校正(書き換え)が手付かずのままなのですが、実際に使ってみて、当面は特に不満はない(大体周波数はわかるし、いざとなればマーカーで100KHz台の成正確な位置はわかるので)ので、これはまた後日気が向いたら手がける事にしました。

欲を言えば調整にきりはありませんので、ここでとりあえず完成!と言う事にしました。




クリコンを除いて、送信機+VFO+受信機が完成しました。 3.5MHzは、クリコン無しで使えますので、現在の状態で3.5MHzは問題なく使えます。
終にデビューQSOをする事になりました!

3.757MHzでCQを7回出しました。 応答はありません(笑) しかし、その楽しいこと楽しいこと!!! ドキドキするし、ワクワクします! 
マイクは虎の子のベロシティ・マイクでかなり重量があります。 これを12AX7Aを使用した真空管式ヘッドアンプ(市販品)を通して送信機に接続。 楽々と深い変調がかかります。 他のリグでヘッドフォン付けてモニターしてみると、手前味噌ながらAMらしい実にいい音です!

相手はゆっくり探す事にして、とりあえず処女QSOと言う事で、3Km離れたローカルのJL1IHE局とスケジュールを組み3.765MHzで処女QSOを行いました。 当然59++のFBシグナルで(IHE局はIC-756PROのAM)、変調レポートも大変FBとのレポートを頂きました。 VFOは大変安定しているようで、バチャバチャスタンバイをしてみても、SSBモードで受信してもらっていても、綺麗な周波数変動のないキャリアがCWの様に断続するだけでした。

さぁ、あとはクリコンを残すだけとなりました。 全ラインの完成も見えて来ました。



最後に最終的な回路図を掲載します。  サイズが大きいので、詳細はPDFファイルをダウンロードしてご覧下さい。






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