진공관식 1.9∼28MHz 100W SSB/CW 트랜스시버의 제작 (MAFTR-38A)
- 2011년 제작 -
【이 페이지의 최종갱신일:2012년1월10일】
부끄러운 이야기입니다만, 아마추어 무선을 처음으로 40년이상 경과합니다만, 나는은 아직도 SSB를 한 번도 발생시킨 적이 없고, SSB를 발생시키고 싶다라고 하는 생각은 항상 계속해서 가져 왔습니다. 요전에, 가장 현안이었던 All밴드 AM/CW송수신기 라인이 완성되고, 이 다음에는 드디어 염원의 SSB기에 손을 대기로 했습니다.
송신기와 수신기의 조합으로 할 것인가, 트랜스시버로 할지의 선택에 대해서는, 「곱셈」에 의한 주파수변환을 하지 않는 SSB에 있어서는, 트랜스시버로 하는 메리트 (Transceive조작, 회로 공용에 의한 코스트 다운, 공간절약화)을 운운하기 이전에, 송수신기로 하는 메리트가 대부분 없으므로, 헤매지 않고 트랜스시버를 선택합니다.
또 SSB의 발생 방식에 대해서는, 최근, 열심인 아마추어의 기술개발의 덕분으로, All Pass C/R필터등이 새로운 방식에 의한 PSN식 SSB generator가, 종래의 크리스탈·필터나 메카니컬 휠타식과는 차원이 다르는 훌륭한 SSB의 생성을 가능하게 했습니다.
그러나, 1960년대의 진공관식의 세계에서, AM으로부터 시작해 온 MAFNET자작기 공작 실로서는, 우선은 기본의 메카니컬(크리스탈)·필터식의 SSB를 생략할 수 없습니다. 그러나, 필터식SSB의 리그를 제작후에, PSN식SSB의 리그를 또 처음부터 제작한다라고 하는 것은, 매우 낭비가 지나치게 많습니다. 그래서, 2개의 SSBgenerator를 내장해 바꾸어서 사용할 수 있는 구조로 하고, 우선은 필터식의 generator것만으로의 전체의 완성을 목표로 하기로 했습니다.
다음에 하드·웨어의 구성입니다만, 처음의 SSB에의 도전인데도, All밴드기에 Dual SSB Generator와 욕심을 부리고서는 매우 지나치게 부담이 큽니다. 확실하게 동작하는 것과, V/UHF에의 발전을 생각하고, SSB트랜스시버의 송신측에서 보면 VFO와 믹싱 직후의 bandpass filter가 있는 곳에서 전후를 분할하고, exciter부와 All Band 믹서부를 다른 갸비닛에 짜는 것으로 했습니다. 이방식이라면, 각각을 개별로 버전·업하거나 다시 만들 수 있으므로, 초심자에게는 굿·아이디어가 아닐까라고 생각한 것입니다.
실제로 exciter부와 올밴드·믹서+앰프부에 나누어서 블록다이어그램과 회로도를 제작한 것입니다만, 「반대의 발상」으로 결과적으로 양자를 합체시킨 올밴드기를 제작하게 되어버렸습니다.
① 나의 경우, 실제로 운용하는 것은 99.9%이 14MHz인 것.
②그러면, 차라리 14MHz MONO밴드·트랜스시버로 하면 제작은 간단해지고, 그렇게 하면 별로 exciter부와 믹서+앰프부를 분리하지 않고 일체형에서 문제 없이 만들 수 있을 것 같다.
③ 그렇지만, 만약 장래에 다른 밴드에 어떻게든 해서 QRV 하고 싶을 때, 트랜스바터(Transverter)를 제작해서 접속하면 사용할 수 있지만, 100W의 앰프를 사용할 수 없는 것은 아무리 생각해도 아깝다.
④그러면, 멀티밴드화(올밴드화) 개조가 간단히 할 수 있도록, 미리 밴드 변경 스위치를 설치하고 코일의 스페이스 등을 확보한 뒤에서, 배선은 어디까지나 「Mono(Single)밴드기」로서, 우선 14MHz만으로 완성되게 하면 어떨까? 즉 「우선는 14MHz의 Mono밴드기이지만 간단한 개조로 올밴드기에 업그레이드 할 수 있다」,또는 「올밴드기이지만, 기본 버전으로서 14MHz만 완성된 것으로 한다」
⑤ 특히 차이는 없는 것 같이도 생각됩니다만, 실제문제로 생각하니 수준 배분 조정 하나로 쳐서도, 힘껏 편해질 것입니다. 요컨대, Mono밴드기의 회로의 도중에 의미가 없는 변경 스위치가 있어서 그 접점을 경유하고 있는 것 뿐이라고 생각하면 좋습니다.
최후에 주파수구성입니다만, 필터의 입수의 문제와, spurious 회피의 확실성등도 있어, 과거의 메이커제 트랜스시버의 주파수구성을 비교 검토했습니다.
이것이 왕년의 명기, YAESU의 FT-200, FT-400, TRIO의 TS-510의 주파수구성입니다. (메카니컬 휠타기는 IF주파수가 455KHz와 낮아져, 이미지비 획득으로 고생할 것 같으므로 제외했습니다 )
FT-200은 프리믹스(premix)VFO입니다만, 어떻든간에 헤테로다인(heterodyne) 관계가 아주 귀찮다.
크리스탈을 절약하고, 합의 헤테로다인을 채용하거나, 차의 헤테로다인을 채용하거나, 다이얼은 반대 다이얼이 되는 밴드가 있고 매우 복잡합니다!
또, FT-400은 VFO가 8MHz대와 높은 것이 마음에 걸립니다. 이것은 성능과는 관계 없지만, 헤테로다인 관계가 전부 「차」이므로 계산하기 어렵다! (웃음)
TS-510은 VFO는 5MHz대이고, FT-400과는 반대로 헤테로다인 관계가 전부 「합」이 되고 있어서 이해하기 쉽다!
이러한 것을 감안하고, 결국 TS-510의 주파수구성을 채용하기로 했습니다.
Exciter부의 블록·다이어그램입니다. 처음에는 exciter부와 All band mixer+파워앰프부의 세퍼레이트형을 생각하고 있었으므로 블록·다이어그램도 회로도도, 8.3∼8.9MHz의 IF주파수에서 송수 신호의 수수를 하는 형으로 세퍼레이트가 되고 있습니다. (도면상도 실제의 제작상도, 여기에서 확실하게 분단할 수 있고, 독립해서 완성되어 있는 것이 제법 중요한일지도 모르겠습니다) 완성후의 차기계획으로서 PSN식 Generator도 사용할 수 있도록, 2개의 SSBgenerator를 바꿀 수 있도록 되고있습니다.
이쪽이 올밴드·믹서+파워앰프부의 블록·다이어그램입니다.
3.5∼28MHz의 올밴드(WARC밴드 포함)을 생각하고 있습니다. 지금까지 제작한 송신기는 모두 10W 출력이었습니다만, 이번은 실전기로서 부족이 없는 것 같이 100W로 합니다.
Exciter부도 그렇습니다만, 특수 부품 (특히 필터 관계)을 생각하고, 양기의 주파수구성을 채용한 TRIO의 TS-510의 정크를 찾아서 입수할 예정입니다.
50MHz나, UHF대에 대해서는 개별의 트랜스 바터를 별도계획하자고 생각하고 있습니다
이것으로서 구상이 거의 굳어졌으므로, 이제부터 양기의 구체적인 회로 설계를 했습니다.

이것은 Exciter부입니다.

이것이, 믹서+파워·앰프부입니다. Exciter부와는 Bandpass filter(8.8950MHz∼8.3950MHz)로 신호의 수수를 합니다.
어디까지나 「착공시」의 도면이므로, 제작의 과정에서 변경이 더하여져 간다고 생각합니다. (최종회로도는, 이 rig가 완성된 단계에서, 최종판을 게재하겠습니다. )
그전의 TRIO TS-510의 주파수구성을 채용한 관계로, 크리스탈·필터(SSB/CW)을 입수하기 위해서 TS-510의 정크를 옥션에서 손에 넣었습니다. 그 때문에, 필터 뿐만 아니라, IFT등의 많은 사용할 수 있을 것 같은 특수 부품을 손에 넣을 수 있었습니다.
이 많은 정크·부품을 활용하자로 했으므로, 결과적으로, 회로도 도처에 TS-510의 회로를 채용시키게 하게 되었습니다.
VFO는 다이얼 메카니즘과 함께, TRIO의 TS-510의 VFO유니트를 그대로 이용했습니다.
옵션 (요컨대 나중에 제작한다라고 말하는 것)로 PSN의 generator를 장착하고, 필터식 generator와 바꾸어서 선택해서 사용할 수 있도록 했습니다.
드디어 제작 시작입니다!

야후·옥션에서, 옛날의 TRIO TS-510(100W기)과 PS-510(전원내장 스피커)의 정크를 11,000엔( US$120.00)으로 입수했습니다. 따라서 회로도 TS-510의 회로가 기초로 되고 있습니다. 특수한 IFT등이 그대로 활용할 수 있는 등의 메리트를 살릴 수 있기 때문입니다. 이것에 의해 제작은 대단히 편해질 것입니다.

100W급의 전원 트랜스의 무게에도 견디어내고, 올밴드 변경기구까지 수용할 수 있는 스페이스가 있어, 방열 구멍이 열고 있는 진공관용 기기의 케이스(Cabinet)라고 하면, 이미 이 세상에는 이미 선택사항이 존재하지 않고 있는 것을 깨달았습니다.
40년전의 학생 시대에 4CX350의4파라(parallel)의 리니어앰프를 자작했을 때에 사용한 그리운 케이스, IDEAL의 UL-40입니다. (리니어는 본체와 전원부와 따로따로, 이 케이스를 2대 거듭해서 사용했습니다) 가격이 16,000엔(US$180.00) 정도 하는 것이 약간 아프지만, 어쨌든 아직 제조하고 있어 준것에는 감사해야됩니다! 그러나 커다랗다! 확실한 신뢰가 놓을 수 있는 조형입니다. 철제 섀시·케이스이므로 가공은 힘들입니다.

정크의 TS-510로부터 뗀 VFO와 기어 다이얼·유니트를 분해하고, 예쁘게 청소. 우선은 이 설치로부터 시작했습니다. (재미있는 시작 방법이다… ㅋㅋㅋ)
철 섀시는 단단하다! 낡은 한도니푸라가 응력에 참을 수 없어서 가공중에 깨져버렸습니다. 어쩔 수가 없게 근처의 DIY샵에 가고, 곡선절단용의 지그소(Jigsaw) 칼을 사 와서, 지그소로 구멍을 뚫음을 했습니다.

파이널·쉴드·박스와 소켓(6146패러렐), 전원 트랜스, 초크·트랜스를 달고, 패널에 다이얼의 축구멍과 스케일용의 구멍을 뚫고, 다이얼을 달아 보았습니다. 거물중요부품을 설치했으므로, 벌써 완성후의 분위기가 보여 왔습니다.

야에스의 40년전의 SSB송신기, FLDX-400의 정크로부터 뗀 밴드 스위치… 아이고~~ 너무 더럽다!!! 오랜 수련이 쌓인 이 밴드 스위치에서는 접촉 불량·절연 불량이 지독할 것 같다! 분해하고, 위력절대하는 고가인 접점부활제, Deoxit(D5)로 각웨이퍼를 1장 1장 부활·닦아서 처리를 했습니다. 이 밴드 스위치를, 본기의 회로에 맞춰서 웨이퍼의 구성이나 위치를 결정해서 조립 고칩니다.

예뻐진 밴드 스위치를, 본기의 회로에 맞춰서 웨이퍼의 단수나 설치 위치를 정하고, 단간 쉴드판을 만들어서 그것을 끼웠습니다.
옆의 놋쇠 샤프트는 DRIVE튠용의 발리곤어 둘(믹서 단과 드라이버 단)을 연동 회전시키기 위한 물건으로, 그 샤프트에 붙인 스프로킷(sprocket)과 체인(Chain)으로 구동하기 위한의 발리곤어 2개의 절연 가공이 끝난 바입니다. 회로상, 발리곤어는 그라운드에 대하여 절연하지 않으면 안되는 것입니다만, 설치 방법을 밤새 고민한 뒤, 기판에 설치하고(단자를 땜납) 그것을 스페이서로 띄워서 섀시에 나사로 고정하기로 했습니다.

제일 귀찮은 밴드 스위치 주변과, 종단의 동조 발리곤어의 메커니즘 등의 판금가공을 단숨에 진척시켰습니다. VFO메인다이얼이나 동조 메커니즘은 TS-510의 정크를 활용했으므로, 정말로 트랜스시버 답게 되어버렸습니다. 이 다이얼·메커니즘은, 당시 야에스의 FLDX-400의 1회전 25KHz의 다이얼·메커니즘과 함께 터치·필링(Touch feelings)이 마음에 들고 있었던 것으로, 40년 경과해서 드디어 손에 넣을 수 있었다라고 말할 수 있는 것입니다.

이것이 체인을 사용한 동조 기구입니다. (섀시상의 종단동조VC와, 섀시 아래의 DRIVE동조VC)제법 스무즈하게 돌고 있습니다.

절대로 우선 해야 한 메커니즘(밴드 변경)을 할 수 있었으므로, 이것을 전제로 패널 디자인을 단숨으로 정해버렸습니다. 미터와 다이얼의 조명의 전구를 외부전원으로 점등시켜서, 마무리의 모양을 시뮬레이트? 해 보았습니다.
패널에는 아직 실제로 레터링을 하지 않습니다. 마무리 최종형을 확인하고, 조작 기능등을 검토하기 위해서, 촬영한 사진에 이미지편집 소프트로 간이적으로 문자를 삽입해 본 것입니다. 대체로 이런 느낌의 이미지입니다.
마이크·잭이 없습니다. 원래라면 헤드폰·잭의 장소에 늘어서서 설치하고 싶습니다만, 구멍을 뚫음 작업시에 잊어서 한복판에 헤드폰·잭의 구멍을 뚫어버려, 밸런스 좋게 구멍을 뚫는 위치가 없어져버렸으므로, 케이스의 뒷 쪽에 마련하기로 했습니다. (원래 CW키·잭도 뒤에 있어서, 마이크도 뒤에 있어도 형편 나쁜 것은 특히 없으므로…)

패널·디자인을 결정하고, 돋보임을 검증했습니다만, 다이얼뿐만 아니라 미터까지 TS-510의 부품을 그대로 사용하는 것은 아무리 생각해도 기예가 없다!(ㅋㅋㅋ)
그래서 미터 패널을 오리지날인 물건을 제작해 교체시키기로 했습니다. 특히 multi-meter의 기능으로서, HV(고압전압)표시는 의미가 없고, S미터는 역시 9+영역은 빨강이 아니면 직관적으로 친숙하지 않다, 등의 불만도 있었으므로, 깨끗하게 미터 패널의 개조? 에 착수했습니다.
(좌) 미터로부터 패널을 떼고 스캐너에서 이미지 파일로 합니다. 그 이미지를 이미지 리터치(retouch) 소프트를 활용해서 편집을 합니다. 이 작업은 조금 테크닉이나 노하우(know-how)가 필요일지도 모르겠습니다. 자신이 좋아하는 패널이 완성되면 필름 시트(이면이 점착테이프의 물건)에 인쇄를 합니다. 아래로 둔 오리지날인 패널과 비교한 바입니다.
(중앙)인쇄한 필름 시트를 미터 패널에 맞춰서 컷을 하고, 패널에 붙입니다. (거품이 억지로 들어가지 않도록 주의가 필요한다) 커터로 밀려나와 부분등을 예쁘게 수정 자르고, 설치 나사 구멍은 드릴 칼로 구멍을 뚫음 해 둡니다.
(우) 완성된 패널을 미터에 돌려준 바입니다. 이것으로 훌륭하게, 새오리지널 미터가 완성입니다. 역시 미터는 언제나 응시하는 곳이기 때문에 자신의 기호에 구애되고 싶은 곳입니다.

드디어 섀시에 진공관과 IFT의 구멍을 뚫음 작업입니다. 이것으로 이 기기의 성부가 결정된다라고 말해도 과언이 아니다고 생각합니다.
입출력 임피던스가 높기 때문에에 유도·돌아 혼잡해 ·발진등을 발생하기 쉬운 진공관을 사용한 기기의 성능은 배치에서 결정된다.
그리고 그 배치를 결정하는 기회는 1회까지만으로 구멍을 뚫는 가공의 뒤에는 결코 수정할 수는 없다.
진공관기기가 제일인 어려움은 여기의 있다고 절실히 느낍니다.
블록·다이어그램을 조심스럽게 보고, 신호의 흐름을 잘 생각하면서 진공관 소켓, 크리스탈·필터, IFT를 늘어 놓아 갑니다. 배치를 결정하는 수요한 부품은 이 3점입니다.
부품이 정확한 방향이라든가 상호의 거리는, 회로도를 조심스러워 보아서 배선의 이미징을 하면서 최종확인을 합니다. 한번 결정되면, 정말은 여기에서 몇일간 재확인을 되풀이하고, 보다좋은 배치를 검토 하는 것이 좋다고 생각합니다만 ·… 나는 성미가 급하므로, 가자! 가자! 화이팅! 이라고 해서, 싸인 펜으로 마킹을 하고, 자를 사용해서 부품위치의 중심위치에 ×표시를 그려 갑니다.
그렸다면, 마음이 변하고 고민할 전에 곧 계속해서 모든 ×표시에 드릴로 3.5mm 정도의 구멍을 뚫어버립니다. 이미 최초에는 되돌아올 수 없습니다. 마음이 놓이는 일시입니다. ㅋㅋㅋ

트랜스시버의 자작으로 제일 어려운 것이, 밴드 스위치 주변의 메커니즘의 제작과, IFT의 제작이 아닐까라고 생각합니다. IFT의 제작은 쉴드케이스가 필요한 것이므로, 시판하고 있는 IFT를 개조하는 수 밖에 방법이 없습니다.
본기도 정크 부품조달 때문에 입수한 TS-510에 사용되고 있었던 IFT를 활용하는 것입니다만, 이것이 또 문제가 있습니다. TS-510에서는 진공관기기입니다만 프린트 기판이 사용되고 있었기 때문에, 이 IFT도 기판설치용이 되고 있기 때문입니다.
몹시 고민했습니다만, 제일 확실해서 간단해서, 여분의 스페이스를 차지하지 않는 방법이, 섀시펀치로 7P의 MT진공관용의 구멍을 뚫고, IFT의 다리를 섀시의 뒷면에서 뒤집어 접고, 섀시에 땜납 붙임을 하는 방법이었습니다. 가공이 힘들은 철 섀시의 덕분으로 할 수 있는 일입니다. (알루미늄에서는 간단히는 땜납 붙임을 할 수 없습니다) 기계적으로도 굳게 부착, 강도적 문제없슴입니다. 물론 사전에 IFT는 모두 한 번 분해하고, 안의 배선을 잘 확인하고, 단자번호를 회로도에 기입해 두지 않으면 안됩니다. 장착하는 방향도 그것이 없다고 결정할 수 없습니다.
크리스탈·필터(SSB용이라고 CW용)도 무사설치 완료했습니다.

진공관 소켓을 모두 장착하고, 진공관을 삽입했습니다. 또, IFT에 더해 Band Pass Filter (PCB에 TR용IFT를 3개 직렬에 설치한 물건), 릴레이등, 섀시면상의 주요 부품의 설치가 완료했습니다. 종단 탱크 회로내의 주요부품 부착과 판금가공도 끝났습니다.
전원 트랜스를 설치하면, 죽을 만큼 무거워서 큰일입니다. 최후의 최후에 장착할게 될 것 같습니다. 완성후도 간단히 뗄 수 있게, 배선을 단자반을 경유시키자고 생각합니다.
IFT의 주변의 섀시가 검게 엔장에 변색되어 있는 개소가 있습니다만, 이것은 실패의 흔적입니다. 표면처리를 하고 있는 철 섀시이므로, 표면을 가볍게 줄로 닦고나서 땜납 붙임하면 간단히 땜납이 타는데도, 처음에는 그 것에 알아 차리지 않고, 100W의 납땜인두로도 땜납이 흘러버리므로, 그만두면 좋은데도 버너로 가열해 보면 표면처리의 도금이 용융해서 변색되어버린 것입니다. ㅋㅋㅋ

종단회로 쉴드 박스내의 가공과 배선을 거의 끝마쳤습니다. 밴드는 우선 14MHz만 배선해서 둡니다. 타밴드의 배선하는 것은 문제 없습니다만, 처음에는 어디까지나 Mono밴드 사양으로 완성되게 하도록 하고, 문제의 발생을 최소한으로 억제해서 성공의 확실성을 높입니다. 섀시 후부의 코넥터류의 설치도 끝났습니다.
이것으로서 이 트랜스시버의 외관은 레터링을 제외해서 완성되게 됩니다. 판금가공을 마치고, 주요부품의 설치도 끝내고, 전후의 패널상의 부품도 모두 설치하고, 드디어 이제부터 내부배선 작업에 걸립니다. (무엇을 만들어도, 진공관식 기기는 여기까지가 길어서 힘듦다. 여기부터는 편하게 즐기면서 휘파람이라도 불면서 진행되는 공정입니다.)

부품을 입수할 수 없었기 때문, 조금 슬로우 페이스가 되고 있습니다만, 전원주변이 거의 생겼습니다. 본격적인 유지 관리(maintenance) 때에, 무거운 전원 트랜스를 간단히 뗄 수 있게, 트랜스로부터의 도선 전15개를, 일단 단자반으로 받도록 해 있습니다.
【통지】
여기까지 왔더니, 잠시동안, 제작을 중단 하지 않을 수 없어져버렸습니다. 남태평양의 섬나라 피지에서, 인생최후의 일에 도전하게 되었기 때문입니다. 모처럼 이제부터! 라고 하는 만들고 있는 도중인데도 이대로 수년간 「보류」가 되어버렸습니다. 또 귀국했을 때의 즐거움에 공작 실에 그대로 놓아두겠습니다. (2012년1월10일)

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