充分な出力が得られず、一時は大型の空芯コイルまで投入したりしましたが、結局AFアンプを高利得のNJM2073Dに変更することで何とか実用レベルに達しました。

 

シャーシにまとめた様子を以下に示します。

 

普段は幅130mmのアルミケースを使っているのですが、今回は100mmにサイズダウンしてコンパクト化を狙ってみました。

 

中身はがらがらですのでもう少し小さくできると思いますが、ケースの大きさは搭載するスピーカーで決まるのでシャーシばかり小さくしても余り意味が有りません。

 

変更後の回路図です。2073Dの出力側にスピーカーに並列に入れているRですが、電池が弱って電圧が3Vを下回った時のことを考慮して大きめにしてあります。

 

セット全体での消費電流は無信号時で6.8mA(3.6V)でした。もう少し小さいと良いのですが、2073Dではこんなところでしょう。
尚、電流測定にあたって実験用電源との間に単純にテスターを入れたのですが、少しでも信号を受けて音を出そうとすると、アンプが異常発振してしまいました。アナログテスター、デジタルテスター両方で発生しました。電流計レンジでのインピーダンスは思いの外高いようです。勿論、外せば問題ありません。バッテリーでも正常に動作しています。

 

ラジオや受信機のアンプといえば何とかの一つ覚えでLM386Nを使っていた。これを最初に見たのは、図書館で雑誌のバックナンバーを漁っていた小学生の頃、子供の科学の製作記事(雑誌の真ん中へんに折り込まれていた連載もの)においてであった。8PinDIPをひっくり返してラグ板に止め、その脚にコンデンサを半田付けしていたと覚えている。ICを使った工作には2.54ピッチの蛇の目基板が必須、と思い込んでいたから、この実体図はなかなか衝撃的であった。

 

設計段階で利得や出力電力が不足した場合はLM380N(※)を使ったこともあったが、そのようなケースはまれだった。LM386Nは音があまり良くないことを除けば、外付け部品も少なくて使いやすい石だった。

 

オリジナルは無くなってしまったらしいがセカンドソースが入手できるので、21世紀の今日でも使うことができる。ただ、4V以下の低電圧で動作しないので、個人的に機器の低電圧動作を指向するようになってからは積極的に採用していない。

 

代替としてNJM2073を使ったこともあるが、これは利得はともかくS/Nが致命的によろしくない。取り敢えずスピーカーを鳴らしたい、という時以外は使いたくない石である。

 

最近使っているのはHT82V739である。外付け部品が少ない、音が良い(S/N及び歪が良い、故にヌケが良い)、電源電圧が低い、安い(@50円)、と使う気にさせる石である。反面、最大電圧が5V程度なのと、前出の石に比べて利得が低い。

 

電源電圧は実験中に定格超えしないように注意すれば良いのだが、利得の低さはどうしようもない。仕様ではどのくらいなんだろう、と思ってデータシートを眺めたのだけれど、見つけることが出来ない。「利得は低い(低めに設計された)石なのでズバリdBで標記するとネガティブに受け取られかねない」「故に明記していないのだろう」「しかし利得が明記されていないと設計時に困まるよね」「トランジスタやFET並に自分でデータ取らなくてはならないのは不親切だよなあ」等と勝手に思い込んでいた、のですね。

 

しかし。

 

今日、改めてデータシートを眺めていて気づきました。「おお、内部ブロック図に書いてあるではないか」

 

 

 

 

メインアンプのRは1:10で利得10倍、さらにその出力を逆相のアンプで受けるので出力振幅は2倍、合計20倍で電圧利得は26dBということになります。


他の石が30〜40dB以上ありますので1段分利得が低い計算になります。これは実際の使い勝手とよく一致していて、この石を使ったラジオではボリューム最大にしないと充分な音量を得られない場合が結構あります。でも、S/Nが良いので聴き疲れしませんし、ドライブ不足で音が割れるとかもありません。せっかく感度良く受信した信号をボリュームで削る、というのは確かに矛盾しているので、これはこれでアリでしょう。

 

 

 

※LM380Nには謎の8pinバージョンがあった(見たこと無いけど)。また、主なアプリーケーションに「電蓄」と書かれていて、古いなあ、と思ったもんである。

 

 

先日仕入れてきた2SK2880ですが、ストレートラジオに使うには今ひとつ使いにくい石でした。まあ、元々利得を稼ぐ用途に向けられた石ではないようなので、使いにくいのではなく、使い方が悪い、というべきでしょう。

 

ということでこの石の使い道を考えていたのですが低周波アンプとかはやらないので、やはりラジオ・通信機分野(いわゆるRF)から探さなくてはなりません。

 

ストレートラジオがダメなら必然的にスーパーヘテロダイン一択です。

 

問題はスーパーを作るにあたって充分な測定器類が手元にないことです。最低限SSGは欲しいところなのですが、周波数カウンタとテスターしかありません。

 

回路について

 

試作1号機の回路を示します(図1)。取り敢えず動作するレベルで、定数の追い込みはこれからです。とはいえ、触るところはいくらも有りませんが。

 

図1 試作機の回路

 

構成はソース接地・ソース注入の他励式ミキサー、IFアンプは1段のみ、復調はFETによるアクティブ検波です。

 

ミキサー

他励式にしたのは使い慣れているのと、FETで自励式を構成しようとして既成品のOSCコイルやIFTが使えなかった場合、それらをイチから作らなくてはならないからです。要するに楽をしたかったから、に他なりません。

ゲートのCRは無くても動作しますが、FETの入力容量がそのまま同調回路の負荷になると思います。

 

中間周波増幅

とりあえず1段のみにしました。多段にして発振等のトラブルが生じた場合、その対策が大変なためです。今まで多段アンプはMOSFETばかり使っていて、そちらは流石に高周波デバイスなのでトラブったことはありませんが、接合型FETは個人的に未知数です。
AGCはかけていません。以前、Sメーター付きのラジオで各局のSを見た時、私の部屋ではTBSとニッポン放送とで実に37dBもの差がありました。この差を増幅度の変更で何とかするにはどう考えても2段以上に掛けなくてはなりません。

また、当初図2のようにIFTの同調側はドレインに接続していました。何故か音が出なかったのでゲート側に変更したのですが、ひょっとしたら配線不良があったのかも知れません。どちらでも何とかなりそうな気はします。

 

検波

先日作ったストレートラジオ(再生検波)で回路定数(といっても負荷及びバイアス用の抵抗だけ)を得ていますので、そのまま流用しました。なので、ここだけFETは2SK2881Dを使っています。なお、今回は前述の理由でAGCを見送りましたが、必要であればここのソース電圧が使えると思います。

 

図2 回路(初期段階)

 

 

組み立て及び調整方法

 

1)
まず、局発のみを組み立てて実際に発振するかどうか確認しました。FETとトランジスタでは動作に違いがありますし、FETの入力容量の影響で必要なスパンが得られない可能性もありました。
案の定、中波全域をカバーするだけのスパンは得られませんでしたがNHK第一(JOAK)からRFラジオ日本は収まりましたので、私のQTHなら実用範囲内です。
取り出しはOSCコイルの2次側を使いました。当初ゲートやソースから出そうとしたのですが、周波数ずれが大きくて断念しました。出力レベルが気になりますが、ミキサーがソース入力なのでそれほど振幅は要求されないはずです。

 

写真1 局発の単体テストの様子

 

2)
全体の回路を組み立てて、動作電流をチェックします。大体7〜8mAに収まるはずです。IDSSのランクが同じでこの数値から大きく外れる場合は、配線ミスか異常発振の可能性があります。

 

3)
ミキサーのソースに周波数カウンタを接続し、発振周波数をモニタします。VCを回して必要なスパンが得られるようにOSCコイルとVCのトリマーを調整します。一度調整したら動かさないようにします。

 

4)
SSGが無いので、とりあえずNHK第1(JOAK,594kHz)を受信し、局発を1049kHz(594+455kHz)になるようにVCをセットし、IFTを回して音量が最大になるように調整します。

 

5)次にトラッキング調整ですが、SSGがないので放送を受けながら低い方はアンテナコイルをずらして、高い方はバリコンのトリマーを回してそれぞれうまく受信できるまで調整していきます。が、バーアンテナとVCがミスマッチなのと、このようなバラック実験では浮遊容量が大きく、まったく調整できませんでした。後日、アンテナコイルを変更して、ちゃんとした基板に組み直してやり直しです。

 

 

どうなるかちょっと不安だったのですが、簡易型とはいえ選択度はスーパーのそれであり、感度についても聴感上アンプ1段分音が大きくなったのは実感できました(つくづくSSGが無いのが悔やまれる)から、実用性はあると思います。ブレッドボードによるバラック実験にも関わらず異常発振がなかったのは意外でした。

 

写真2 実験の様子。実に危うい。ブレボで調整しやすいようにシャーシをひっくり返したのだが、VCが裏に回ったのでトラッキング調整で泣く。

酒の肴、ではなくて。

 

ラジオを作っていて一番最後に問題になるのがツマミ(ダイヤルノブ)をどうするか、ということ。

 

昔(30年以上前)は種類が多く、パーツ店で選ぶのに目移りして困るくらいでしたが最近はそうでもないようです。

昔からあるのが、写真1のようなつや消しブラックのツマミ。径の大きいもの(30Φ以上)は余り見かけなくなりました。あるところにはあるのでしょうが。

写真1 左から24Φ,20Φ,15Φ (ツバの部分を定規で実測)

 

写真2はそれを裏返したところ。6Φ軸のシャフトにイモネジで固定するようになっているものが多いのですが、中には真ん中の製品のようにローレット仕上軸用のものもあります。これが非常に固くて、どのくらい固いかというと、深く差し込んだら再び取り外すことは困難ではなかろうかと思える、そのくらいです。

写真2

 

 

さて。


問題の根本はツマミよりも、それを取り付けるシャフトにあります。

 

写真3は手持ちのVRです。左端はアルプスの16Φの標準品。真ん中と右は秋葉原のパーツ店でよく見かけるタイプです。どこの店でも置いてあるので、大量に(そしておそらくは安価に)出回っているものと思います。

写真3 VR各種。右端はS付。

 

 

VRとしての使い勝手は問題ないのですが(但し耐久性は不明)、惜しむらくはそのシャフト。絶望的に短いのですね。

 

ケースに直接取り付けてそのまま操作パネルとする方法であれば、この長さでも上述のツマミを取り付けるには何ら困ることはありません。しかし、セットにシャーシ構造を取り入れてケースと別々にする場合、すなわち昔のテレビやラジオでよく見られた構造ですが、シャーシとツマミの間にケースの正面パネルが1枚以上挟まる形になります。この分だけシャフトの長さが食われてしまうのですね。写真3のVRでは24Φのツマミはぐらついて使えません。20φはイモネジの位置が僅かにツバ側に寄っているので、ギリギリ使えます。S付VRのシャフトは短すぎ、どのツマミもダメです。とはいえ、ツマミなしではいられないので無理やり付けていますが、雑に扱うと簡単に脱落してうまくありません。

 

ということで、21世紀の今日、実用的なセットに仕上げようとするとVRを特注しなくてはならない(果たして受けてくれる工場が国内にあるのか?)のですが、そんな贅沢はなかなか出来ません。

 

困ったもんですが、意外なところに解決策がありました。

 

それは、前述のローレット仕上軸用のツマミの存在です。最後まできっちり差し込むと抜けなくなりそう、と書きましたが、逆にいうと僅かに押し込んだ位置で充分に固定されて実用になるのですね。まさかこれが本来の使用方法という訳ではないでしょうが、新たな発見ではありました。


もっとも、径のバリエーションが余り無さそうなのと、大きい径のものは差し込み口が奥へ後退している可能性があるので、状況を選ぶのは変わらないでしょう。

 

 

回路変更すること数回、出力不足はどうしても改善しませんでした。増幅段を追加した訳でもないので、当然といえば当然なのですが。

 

仕方ないので最後の手段を用いることにしました。それは、バーアンテナを捨てて大型空芯コイルで感度向上を目指すというものです。

 

実は先日、aitendoに行った際、アクリルパイプ(50Φ)を仕入れておりました。結構な値段にも関わらず、加工した(切り出しただけと思うが)際の切りくずだらけなのにはびっくりしましたよ。

 

このパイプをボビンとして密着巻きのソレノイドコイルを作りました。線材はUEW(ポリウレタン銅線)0.29mmです。部品屋さんの店頭でよく見かける、20m巻のものです。

 

密着巻きなのでコイルの仮止めには「紙」が使えます。線材の残り長さを見極めながら適当に巻き込んでいきます。コイルの長さ(幅)が25mm位で、計算では80回以上巻いたことになりこの時のインダクタンスは330uH(BA-200と同じ)を超えるはずです。

 

なお、巻き込んでいる最中に線材がコンガラガッて2回ほどやり直しました。線材を目方(kg)で仕入れればこうなりません。何故ならきちんとしたリールに巻かれているからです。但し、購入金額が張る上、使い切るまで相当数のコイルを巻くことになります。

 

とりあえず1次側を巻き終わった時点で、バーアンテナと交換して同調範囲を確認してみました。目論見通り、中波全域をカバーできていました。過不足があれば巻き足したり巻き戻したりしますが、紙での仮止めはそのような場面でも便利だと思います。

 

2次側は長さ(幅)が5mmになるようにこれも適当に巻きます。1次側との間隔は5〜10mm程度で、今回の用途では余り厳密に考えなくても大丈夫です。

 

この位大きいとアンテナコア無しでも放送波を拾ってくれます。このように立てて取り付ければ水平方向にはほとんど無指向性となります。

 

承前。http://blog.ss1200.lomo.jp/?eid=743

 

自分宛てメモ。

アンテナコイルが小さいのでスピーカーを鳴らすのに苦戦。実用するには今ひとつ。

 

 

 

回路図

ポリバリコンの手持ちを切らしてしまったので秋葉原まで買い出しに行ってきました。

 

「スーパー用の2連バリコンか、チューナー向けの4連か」と思っていたのですが、ラジオデパートの3階には単連バリコンもちゃんと置いてありました。さすがですね。

 

単連バリコンの容量は実測で270PF程度でした。ストレートラジオ向けのバーアンテナ(アンテナ側コイルにタップがあるタイプ)、例えばBA-200(アイコー電子)では330μH、適合バリコンは260PFとなっています。早速、現在テスト中の回路で試してみたところ、調整なしで中波放送帯のほぼ全域をカバーしました(手元にSSGが無いので詳細は不明)。当たり前のこととはいえ、ちょっと嬉しかったです。

 

スーパー向けの2連バリコン、それもいわゆるトラッキングレスタイプのものは、アンテナ側が160PF,OSC側が90PF程度です。BA-200と組ませて使う時に並列にしましたが、250PFなので低い方がちょっと足りません。これは実際の動作とよく一致します。


さて、ラジオデパートから脚を伸ばしてAitendoまで行ってきました。実店舗まで買い物に行くのは移転してから初めてです。ここでチューナー向けのポリバリコンを買ったのですが、形が同じで各セクションの容量が異なるものが隣り合わせの箱に入れてあり、当然のことながら相互に混入が生じており、やはり当然のように各々何の印もついていないので判別に非常に苦労しました。安いのは助かりますが、もうちょっと何とかしてもらいたいものです。

 

 

2連バリコンとBA-200でテスト中。デバイスは2SK2881-D。アンテナが小さいのでどうしても出力は小さくなって実用性は今ひとつ。何とかせねば。

 

 

 

手元の測定器類が貧弱で大したデータがとれませんが、とりあえず実験用電源を使ってVDS-IDを取ってみました。0Vまで絞れないのでその辺のデータはありません。また、負電圧も出せないのでVGSは0V固定です。


データシート(K2881共々、秋月電子の通販サイトでリンクされているものを参照)によればアイテムEは5.0〜12mAとなっています。実測ではIDSSは7mA程度となりました。

 

グラフをみれば一目瞭然、VDSが3Vでもまだ飽和していません。先日作ったラジオの回路でK2881と差し替え、負荷抵抗を2.2kに変更して使ってみましたが電源電圧を4.8V(後段のICアンプの最大定格が5V)まで上げてようやく音が出る、といったレベルでした。

 

ということで予想通り、セットの電源電圧が低いと2SK2880の出番は無さそうです。もう少し電流が流れてかつ飽和するのが早ければ定電流ダイオードとして使えるのですが。電源電圧12V以上の据置型セットの中で、常識的な(?)アンプとか作るのには問題なく使えると思います。

 

 

2SK2881-Dは「買い」かも知れない。

 

手持ちの2SK170が払底しそうなので、代替品を仕入れてきました。

 

2SK2880-E
2SK2881-D
(共にイサハヤ電子)

 

さっそく、K2881-Dを使ってラジオを組んでみました。IDSSは4.6mAでした。負荷の2.7kは当初3.3kにしていたのですが、少し歪っぽいような気がしたので軽くしています。Rsは330位でいいはずですが、Idが少ない分には問題ないので結構適当(1k位でも。VRで追い込んでから固定Rに変える)で大丈夫です。

 

Idを変えた時の音質や音量の変化は大差ないのですが、余りに絞り過ぎるとS/Nが悪くなりました。|yfs|も動くので、受信中に動かすと再生帰還量の調整も必要になります。

 

この回路は動作が確実で良いのですが、VCを2つも使うので不経済なのが難点です。2石必要になりますが、セパレートダイン形式も試してみたところ音が歪っぽくてよく有りません。


さらに差動回路も試してみました。音質は大変良くなりましたが、利得がほとんどない、検波段に2石(加えて出力バッファにもう1石必要)も使って消費電流も増えるので電池動作に向かない、再生回路にしようとすると帰還経路を得にくい等、問題も多いです。

 

2SK2880-Eはまだ試していません。静特性図を見るとアイテムE(Idssによるランク)を立ち上がりで操作させようとするとVGSに-2.0V以下必要で、電源を3.6Vとすると自己バイアス回路のままではちょっと難しいかもしれません。

 

http://blog.ss1200.lomo.jp/?eid=734 で作ったストレートラジオについて。

 

受信周波数の低いところで、再生量調整VCをいっぱいに入れないと再生がかからないことがありました。

 

受信そのものに影響はありませんが、使い勝手が悪いので少し手直しすることにしました。即ち、VCに並列に47PFの単板セラミックコンデンサを入れたのですね。

 

目論見通り、VCの羽の位置は使いやすいところに来たのですが、ここで問題発生。

 

「明らかに音が悪くなった」

 

どうも妙に歪っぽい。再生を絞っても何か変。回路図を見ると判るのですが、検波用FETのドレインの負荷にRFチョークを入れてそこから入力側の同調回路に帰還コイル経由で戻しています。当然、高周波だけではなく低周波もいくらかは戻されるのですが、その経路に単板セラを追加したのが不味かったようです。

 

仕方ないので、VCがスーパー用2連だったので今まで遊ばせていた局発側を並列に繋いで使う方法に変えました。これだと容量が大きくなりすぎる可能性があるのですが、実際に使ってみたら特に問題にはなりませんでした。

 

肝心の音質ですが、元の音に戻りました。ポリバリコンもフィルムコンデンサーな訳で低周波でも良好な特性を示すのでしょうか。

 

 

 

 


Search

Calendar

S M T W T F S
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031    
<< October 2017 >>

Archive

Mobile

qrcode

Selected Entry

Link

Profile

Search

Other

Powered

無料ブログ作成サービス JUGEM