１４４ＭＨｚリニアアンプ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　戻る

◆はじめに(2017/8/18)
１４４ＭＨｚ０．３ＷのハンディＳＳＢトランシーバー１４４Ｈ４機は移動や固定で使っていますが、ＤＸ局になると非力さを感じることがあります。先日も高知県安芸郡の移動局(距離１８５ｋｍ）を自宅の８ｍＨ１／４λＧＰから０．３Ｗでコールすると聴き取りが苦しい様子なので、１４４Ｓ５機（３Ｗ）にリグを変更して５７でＱＳＯができました。今回はもうちょっとパワーが欲しい時のリニアアンプを作ることにします。

◆リニアアンプとは(2017/8/25)
リニアアンプ（直線増幅器）とは入力に対し出力が直線的に増幅されるもので、歪のないものが理想とされています。仮に入出力の関係が直線でない場合は歪が発生し、スプリアス(不要輻射）の原因になります。またバイアスの方式により動作はＡ級、Ｂ級、Ｃ級に分類されます。リニアアンプとしてはＡ級動作が理想ですが、アイドル電流を多く流さねばならず無信号時でも損失が大きいため、現実的にはＡ級とＢ級の間のＡＢ級動作をさせることが一般的です。（＊１）

　（＊１）

◆アイドリング電流と直線性(2017/8/25)
リニアアンプはＡＢ級で動作させるのが直線性と効率の意味から望ましく、そのためのアイドリング電流は最大コレクタ電流の１／２０以上となっています。また温度補償ダイオードには最大コレクタ電流の１／１０〜１／５のブリーダ電流を流し、信号が入ったときのベース電流によりバイアス電圧が変調されないようにしておくことが必要です。（＊２）

２Ｗのアンプで１２Ｖにおける能率が５０％の場合

1. 出力電力＝コレクタ電圧×コレクタ電流×能率＝１２×０．３３３×０．５＝２Ｗ
2. アイドリング電流＝０．３３３÷２０＝０．０１６７Ａ＝１６．７ｍＡ(以上）

これまではなんとなく２０〜３０ｍＡ流しておけばいいかと思っていましたが、１Ｗのアンプでも５０〜７０ｍＡ流すという文献（＊３）もあるため、１ＫΩの半固定抵抗を変化させて２ＳＣ１９７１のアイドリング電流を１５，３０，５０，８０ｍＡの４段階に設定し、そのときの特性を調べてみることにしました。

測定手順

1. スイッチをＱＲＰパワー計（１）に切替える。
2. 低周波発振器にて１４４ＭＨｚトランシーバの出力を１０ｍＷに設定する。
3. スイッチをリニアアンプ側に切り替えてＱＲＰパワー計（２）の目盛りを読み記録する。
4. １４４ＭＨｚトランシーバの出力を１０、３０、５０、１００、１５０、２００ｍＷに変化させ測定を繰り返す。

　ＱＲＰパワー計はＦＣＺ研のものを２個使用

　アイドリング電流を変えて直線性を測定

◆アイドリング電流による直線性(2017/8/25)
アイドリング電流が１５ｍＡの場合は直線性が良くはありませんが、３０ｍＡ以上になると直線に近くなっていきます。

下のグラフはアイドリング電流５０ｍＡにおける入出力特性を上のグラフから抜き出したもので、ピンク色の線は補助線として引いた直線です。測定器の誤差や測定誤差によるズレはあると思いますが、ピタリとは一致しませんでした。このカーブがきつくなるとクロスオーバー歪と呼ばれ、モニタすると鼻づまり音に聞こえるというものです（＊４）。更にアイドリングを流せば特性は改善されると思いますがロスも増えるため、この辺で落ち着いておくことにします。

◆リニアアンプの回路図(2017/8/18)

1. ２ＳＣ１９７１を使い入力電力を約８倍に増幅します。
2. 入力０．３Ｗに対し出力２Ｗ程度を想定していますが、入力を増やせばこの回路で５Ｗ以上も可能と思います。
3. 入力と出力には１２Ｖのリレーを使い、電源ＯＮ時は増幅を行いＯＦＦ時は信号がスル−するようになっています。
4. トランシーバーのアンテナ端子には数１０ＫΩを通して送信時の電圧を加えておき、リニアアンプの送受切替ができるようにしておきます。
5. 上記電圧を２ＳＣ１８１５で受け、２ＳＡ９５０／２ＳＣ２１２０にて送受切替を行います。
6. 出力は検波後に１段増幅しＬＥＤを光らすことで確認するようにしました。
7. 電源は外部から１２Ｖを供給しますが、その線に電波が乗って外部の装置に悪影響が出ないようフェライトビーズＦＢ８０１をいれました。

　赤丸部の４７ｋΩを通してリニアアンプの送受切替えを行う

◆ケースとプリント基板の設計(2017/9/1)
プリント基板は９０×５０ｍｍのガラエポを使い、２ＳＣ１９７１はフィンをケースに取り付けて放熱させるため、基板に１２×１６ｍｍの切り欠きを設けます。ケースは基板やコネクタが収まるように１１２×６５×２８ｍｍとし１ｍｍのアルミ板で作りました。

◆調整方法(2017/9/8)

1. ＩＮＰＵＴ端子に１４４ＭＨｚのトランシーバ、OUTPUT端子にはパワー計を接続する。
2. 電源端子に１２Ｖを供給する、
3. トランシーバーを送／受切替え、リニアアンプも送／受切替ができるかを確認。
4. アイドリング測定端子にテスター（１００ｍＡ以上の電流計に設定）を接続する。
5. トランシーバーを送信状態にし、アイドリング電流が５０ｍＡ程度であることを確認する。
6. トランシーバーのマイク端子に接続した低周波発信機のレベルを上げたとき、リニアアンプ二接続したパワー計の針が振れることを確認。
7. ＴＣ１〜ＴＣ５を回してパワー計の振れが最大になるようにする。入力電力が０．３Ｗであれば出力は２Ｗ程度になります。
8. ＶＲ１を回し、音声にしたがってＬＥＤがピカピカ光る位置に設定する。

ＦＴ８１７の１４４ＭＨｚ出力をリニアアンプで増幅したときのＦＦＴ波形（Ｘ軸の１目盛りは５０ＭＨｚ）

◆運用実績

親機は１４４Ｈ４機、アンテナは８mH　１／４λＧＰ　を使用

＜完了＞

◆参考文献（＊印）

1. リニアアンプスタイルブック　ＣＱ出版社
2. アマチュアのＵ・ＶＨＦ技術　ＣＱ出版社
3. 高周波回路の設計・製作　鈴木憲次著　ＣＱ出版社
4. ＳＳＢハンドブック　ＣＱ出版社