１４４MHｚSSBトランシーバーの製作（１４４Ｈ６）

◆はじめに(2021/1/29)
コロナ禍で兵庫県には２度目の緊急事態宣言が発令され、またしても外出自粛の日々となりました。自作派にとって家にいることは苦痛ではありませんが、製作意欲を持続できる課題を見つけるまでが中々大変です。さて今年のＱＳＯパーティーでは１４４Ｈ５機で移動運用をしましたが、改造したい点が幾つか見つかり、その気持ちが冷めやらぬ間に次の製作にかかれば、数ヶ月は持つのではないかと思います。移動機作りは１年半ぶりで、またしても１４４MHｚ機となり「ＡＤＱは同じようなものばかり作っているな」と思われるかもしれませんが、興味がありましたらお付き合いください。

計画編

◆出力２Ｗを目指す(2021/1/29)
１４４Ｈ５機は出力１Ｗを目指したものの実績は０．８Ｗでした。１Ｗ超えしてやろうと増幅を１段増やし、下のダイヤグラムのようにストレートな配置にして４段増幅すると見事に発振してしました。増幅度を下げることで安定領域には入りますが、出力は１Ｗ出るか出ないかで、これでは意味がありません。

　周波数変換後にストレート配置した４段増幅部　→　発振してしまった

◆終段だけ別基板にする(2021/1/29)
１４４ＭＨｚＳＳＢトランシーバーとして１Ｗを超えたものは１４４Ｓ４（１２Ｖ　２Ｗ），１４４Ｓ５（１２Ｖ　３Ｗ），１４４Ｓ６（１２Ｖ　３Ｗ）があり、いずれも終段は別基板にしてシールドケースに入れています。これが実績であり自作は小さな実績をいくつも積み重ねながら少しずつ階段を上るものと思います。無理して高いところを目指してたまたま成功しても、なぜうまく行ったのかが判らなければノウハウとして残りません。また失敗すればどこをどう直せば良いかで途方に暮れてしまいます。物事は少し冒険しながらも着実に進めることが必要に思います。

　（成功例）背面パネルを凹まして取りつけた１４４Ｓ４機の終段部

◆特徴(2021/1/29)

1. ＦＴ８１７とほぼ同じサイズのコンパクトな１４４ＭＨｚＳＳＢトランシーバーで、アンテナとマイクを接続すれば即運用できる。
2. ボリューム（回転角３００度）による主同調でバンドをスピーディーにワッチ。副同調で微調整ができる。
3. 充電池の電圧が８Ｖ以下になるとＬＥＤが点灯し充電のタイミングを知らせてくれる。
4. ツマミやコネクタ類は全て正面パネルに集約。
5. スピーカーは薄型のφ５０を採用し、リグを立てて使うとき手前側に来るように配置。
6. ケースはアルミ板で自作。

◆仕様(2021/1/29)

1. 周波数　：　１４４．１３０〜１４４．３５０ＭＨｚ
2. 送信出力　：　２Ｗ
3. 終段　：　２ＳＣ１９７１
4. 受信部　：　高１中２シングルスーパ
5. 中間周波数　：　１１．２７３５ＭＨｚ
6. サイズ　：　幅１３４×高４３×奥行１４０ｍｍ（突起部を含まず）
7. 電源電圧　：　９．６V
8. 充電池　：　単３エネループ（１９００ｍＡＨ）８本
9. 消費電流　：　受信（無信号時＝３０ｍＡ）、送信（無信号時＝１６０ｍＡ，最大６００ｍＡ）
10. 質量　：　７００ｇ(マイク、アンテナを含まず）

◆試作機で回路を検討(2021/2/5)
１４４Ｓ５機（１２V　３W）を９．６Ｖ仕様に回路定数を変更して実験を進め、ＦＦＴで観測した範囲では出力２Ｗにて余分な成分は見受けられず良好な波形と思います。

　
(左）１４４Ｓ５機を９．６Ｖ用に改造　(右）２Ｗ時の波形

製作編

◆構造の検討(2021/2/5)
基本的には１４４Ｈ５機の構造を引継ぎますが、終段部はケースの底部を凹ましてそこに基板を入れ、フタをすることで一応シールドケースに入れた形とします。電池はニッケル水素の単３×８とし、８本の電池ボックスがケースを作る上での基本寸法になりました。主基板にほとんどの機能を収納しますが、副基板にはスピーカー用アンプ、送受切替、電池電圧降下検出の各回路が入ります。

　
（左）側面部　（右）正面パネル

◆ケース作り(2021/2/12)

1. サイズは幅１３４×高さ４３×奥行１４０ｍｍで正面パネルは１．５ｍｍ、他は１ｍｍ厚のアルミ板を使います。
2. 特徴は背面の終段基板を収納する箇所であり、ここをうまく曲げないといびつな構造になってしまいます。注意深くケガキ線を入れ、直角に曲げ、穴あけをし、２ｍｍのビスで部材を組み立てて平面に置き、ガタガタしなければＯＫです。
3. カバーを取り付ける部分にはＭ３のカレイナット（モノタロウで購入）を使い側板にφ４．５の穴をあけて圧入します。

　　
（左）終段基板を収納するため底部を凹ましたケース　（中）Ｍ３カレイナット　（右）カレイナットを側板に圧入

◆基板設計(2021/2/19)

1. 秋月で購入した１ｍｍ厚ガラスエポキシ基板（１０枚１５００円）を使い、主基板は１２０×９０ｍｍ、副基板は１２０×２５ｍｍ、終段基板は６７×３８ｍｍです。この基板は両面を千枚通し等で罫書いて溝を作ると、そこで折ることが出来ます。
2. パターンは送信部（青色）、受信部（マゼンタ）、共通部（黄色）、ＡＧＣ（緑色）、グランド（グレー）のように色分けしています。
3. グランド部分が広くとれるよう各所にジャンパ線を入れています。
4. 外部と接続する端子は基板周辺部に配置し、外部配線が基板の中央部に被ってこない様に注意します。
5. 終段の２ＳＣ１９７１は効率よい放熱をめざしフィン部がケースに直接取り付くよう、プリント基板には切り欠きを入れています。

　
（左）主基板　（右）終段基板と副基板

◆試験台に載せて動作確認(2021/2/26)
基板への部品付けを終え、試験台に載せて動作確認をします。受信部は試作機と同程度の感度ですが、送信部は思ったほどパワーが出ず少し不安定な感じがします。これからは試作機と各部の動作レベルを比較測定しながら、何が違うかを見つけ出す作業が続きます。高周波において回路図は全く同じでも、部品配置や配線経路が違えば別物として扱う必要があるのは、こんな時にしみじみと味わうものです。

　試験台に載せた１４４Ｈ６機の基板

◆トラブル対策(2021/3/5)

1. 自作にトラブルはつきもので、その原因が判れば対策できますが、判らなければ思いついたことを一つづつ試行して行きます。
2. 同時に２つ以上の対策はしないでください。どちらの効果があったのか判らなくなり、ノウハウとして残りません。
3. 下の画像はドライブ段２ＳＣ２５３８の出力部です。ＢＰＦのＬ５と隣り合わせて電源回路デカップリング用空芯コイルのＲＦＣがありましたが、配置的にコイル同士が結合したのか出力が電源回路に回り込み、おかしな変調音になっていました。そのため空芯コイルを止めてフェライトビーズのＦＢ１０１（赤い丸印内）に交換したところ、回り込みが無くなった事例です。
4. Ｌ５とＬ６の位置が逆であれば、ＲＦＣとＬ６が直角の位置になるため、不要な結合は無かったかもしれません。

　空芯ＲＦＣをフェライトビーズ(赤丸内）に交換して不要な結合を防ぐ

◆調整のポイント(2021/3/5)

1. １４４MHｚの送信機を調整するときのポイントは、同調周波数を間違えないようにする事です。ＶＸＯの周波数が１３２ＭＨｚ台のため１４４ＭＨｚに近接しており、何個もある同調回路のうちつでもこれに合わせてしまうと、アンテナ出力に１３２ＭＨｚの成分が出てしまいます。
2. ここで登場するのがスペアナ(私の場合はＦＦＴ←デジタルオシロに付属する機能）で、１４４ＭＨｚの周波数成分が最大になり、１３２ＭＨｚが最小になるよう画面を見ながら各同調回路のトリマを調整しました。
3. 試験台に載せて実験した時、動作が不安定とか出力が思ったほど出ないとか、様々なトラブルに出会いますが、間違った周波数に同調させることもその一因です。
4. ５０ＭＨｚの場合はＶＸＯが３８ＭＨｚ程度なので、さすがに同調周波数を間違うことはないのですが、１４４とかさらに上の周波数になると注意が必要です。

　
アンテナ端子の波形　（左）同調がズレＶＸＯの１３２ＭＨｚの成分が出ている　(右）同調回路を調整し１３２ＭＨｚの成分を抑え込む

◆ケースに基板を取り付け配線と調整をする(2021/3/12)

1. 試験台での調整を終え、基板をケースに取り付け配線をしました。
2. 線材は０．３の単線で送信部(青色）、受信部(赤色）、共通部(黄色）、ＡＧＣ（緑色）、グランド（黒色）のように色分けしています。
3. 電源回りは０．５の単線を使いました。
4. 低周波部分は細シールド線、高周波が流れる終段基板からアンテナ端子までは同軸の１．５Ｄ２Ｖ、その他は０．８ＱＥＶを使っています。
5. 試験台で調整しているため、ケースに取り付けても大きなズレはありませんが、再度調整をして最大能力を引き出します。

　　底部の蓋は外しています

　ＦＴ８１７とのサイズ比較

◆目盛りとレタリング(2021/3/12)
ダイヤルの周波数表示、ボリュームの目盛りや文字についてはＣＡＤで書き、厚手の光沢ハガキ用紙にインクジェットプリンタで印字し、両面テープで正面パネルに貼り付けました。本来なら塗装後にレタリングして透明スプレーで保護をするのですが、その作業がなかなか大変なので今回も簡易的な手法を取りました。

◆放熱方法(2021/3/19)
終段の２ＳＣ１９７１はエミッタがフィンに接続されているため、絶縁シートを間に挟むことなくケースに直接取りつけて放熱することが出来ます。終段基板を切り欠いた部分に２ＳＣ１９７１が半田付けされており、フィンをケースにビスで固定しました。

　２ＳＣ１９７１のフィンをケースにビスで固定

◆ＶＸＯ部のカバー(2021/3/19)
ＶＸＯの発振部に０．６ｍｍアルミ板で作った小さなカバーを被せ、リグ内の温度変化を緩やかに受ける構造としています。カバーはＭ２×１０の高ナット２本で固定し、コアを回すための小さな穴を開けています。

　　(左）ＶＸＯカバー　(右)カバーを外したところ

◆出力波形の観測(2012/3/19)
アンテナ端子にダミーロードをつなぎ出力をＦＦＴで観測してみると出力２Ｗにて下の画像のような波形になり、モニタするときれいな音に聞こえます。送信部で周波数変換後にストレートな配置で４段増幅したものは異常動作で失敗しましたが、終段部別基板のシールドケース収納で今回もうまく行き、成功体験になりました。

　出力２Ｗ時のＦＦＴ画像

◆周波数変動の測定(2012/3/26)
ＶＸＯの出力部（１３２ＭＨｚ）の周波数変動を測定してみました。電源ＯＮ後の１、２分は１００Ｈzほど変動しますが、その後は５０Ｈｚ／１０分ほどです。ＶＸＯの可変範囲が２２０ｋＨｚありＱＲＨを心配しましたが、私が基準とする１００Ｈｚ／１０分以内に入っており、１０分程度のＱＳＯならばダイヤルを合わせ直す必要はありません。

◆電源電圧と出力(2012/3/26)
電源電圧を変化させた時の出力は以下のとおりです。

部品編

◆周波数関係(2021/3/26)
１４４Ｈ５機ではＶＸＯに池田電子で買った１０個３００円の４４ＭＨｚ水晶と、フィルタは１個４０円の１２．２８８ＭＨｚ　ＨＣ４９ＵＳを使いましたが、部品箱の中には以前に買った部品が多数残っており、それを使うことにしました。ＶＸＯの水晶は川崎電波へ注文した１４．７８３ＭＨｚのＨＣ４９Ｕ型で１５００円ほどしたでしょうか。フィルタはミズホ通信の１１．２７３５ＭＨｚで２０年ほど前にサトー電気にて４０００円で購入したものです。また当ＨＰ読者の方から送っていただいたパーツもありがたく使用しています。

　（左）川崎電波へ特注したＶＸＯ用水晶　（右）ミズホ通信のクリスタルフィルタ

◆可変抵抗器(2021/3/26)

1. バリキャップに電圧を供給するＶＲ(可変抵抗器）は安定した周波数を発振するためのリグの心臓部とも言える部品であり、主同調は通信機用、副同調部は角型のモールドタイプを使います。
2. φ１６の一般用でも当初は問題無いと思いますが、摺動面はカバーされているものの外気に触れるため、いずれはガリオームになると周波数飛びの原因になります。その点密封型は長期的な安定性が期待できるため採用することにしました。
3. 角型の軸はローレット加工がされており、それ用のツマミを使えば良いのですが今回はねじ止め式を使うため、スリ割り部がつぶれないように１ｍｍのアルミ板を間に挟んでいます。

　
(左）使用する可変抵抗器　（右）軸のスリワリ部にアルミ板をはさんだところ

◆トロイダルコアとトリマコンデンサ(2021/4/2)

1. １４４ＭＨｚでも損失が少ないトロイダルコアの材質はカーボニル鉄で、アミドンやマイクロメタルのＴ３７−１２、Ｔ２５−１２で、それに組み合わせるコンデンサは半固定のセラミックトリマを使います。
2. トロイダルコアは大阪・日本橋の千石電商で＠１００にて買いました。
3. トリマはサトー電気にてφ５が＠５０、３本足は＠８０〜１００です。
4. 現在ではＦＣＺコイルがサトー電気で購入できるようになったため（７Ｔ１４４は＠１７０）それを使う手もあるでしょう。
5. 複同調部は２個並べたトロイダルコアの中心を貫いてφ０．５のウレタン線を２回巻き、端末部はひねって半田付けします。

　　
(左)トロイダルコア　Ｔ２５−１２　(右）セラミックトリマ

　
（左）複同調部　（右）コアの中心を貫いてφ０．５のウレタン線を２回巻く

◆バリキャップ(2021/4/2)

1. トランシーバーの心臓部であるＶＸＯにバリコンではなくバリキャップを使うのは当初抵抗感がありましたが、もう１０年以上も使い続け、全く問題も無いため気楽に使っています。
2. ＶＸＯに使うバリコンは２０ＰＦ程度の容量変化と、それが周波数直線になれば理想的です。ところがバリキャップは電圧と周波数の関係が直線にはほど遠いものや、数Ｖの電圧変化では大きな容量変化を得られないものなど様々です。
3. 幾種類か実験したところ富士通のＦＣ５４Ｍは前述の問題が少なくて、比較的使いやすいと思います。イーエレにて＠９０で購入しました。

　富士通のバリキャップ　ＦＣ５４Ｍ

◆バラモジのＩＣ(2021/4/2)
ＮＥ６１２（ＳＡ６１２等)は５００ＭＨｚまで使える仕様であり、イーエレにて３２０円で購入しました。外付け部品が少ないのでバラモジ部は簡素化でき、また使わない２、７ピンはパスコンでグランドに落としてバランスが崩れないようにします。

　ＮＥ６１２ＡＮ

◆リレー(2021/4/9)
アンテナ回路の切り替えはオムロンのリレー「Ｇ５Ｖ−１　９ＶＤＣ」を使い、消費電流は９．６Ｖで１８ｍＡでした。この回路はダイオードのＭＩ−１０１を使うこともありますが、今回はパワーに余裕があり回路の簡略化のためリレーにしました。リレーのコイルと並列にダイオードの１０Ｄ１を接続しサージ電圧による回路の故障を防いでいます。

　Ｇ５Ｖ−１

◆Ｓ／ＲＦメータ(2021/4/9)

1. Ｓ目盛りのあるラジケータは以前はデジットにて見かけたのですが、もう何年も見ていません。小型のラジケータを見つけた場合はぜひ買い込んでおいてください。
2. 正面パネルへの固定は０．６ｍｍ厚のアルミ板で画像のようなものを作り、２ｍｍのビスで固定しています。
3. メータと並列にショットキーバリヤダイオード１ＳＳ１０８と２２０Ωを直列につないだものを接続し、メータの振れ過ぎを抑制しています。

　
（左）固定金具とＳ／ＲＦメータ　（右）メータの振れ過ぎ抑制ダイオード

◆接続ピン(2021/4/9)

1. 配線用の接続ピンとしてφ０．９の銅線（ダイソーで購入）をＬ型に曲げたものを作ります。
2. 銅箔面からφ１の穴に差し込んで半田付けし、これにφ０．３の単線を巻き付けて半田付けしました。
3. 銅のため熱伝導が良く、長く半田ごてを当てていると銅箔面の半田が溶けるため気を付けましょう。熱伝導率は　銅が398Ｗ／ｍＫに対し、真鍮は106Ｗ／ｍＫのため、真鍮線で作った方が良かったですね。

　
（左）φ０．９の銅線をＬ型に曲げる　（右）単線を巻き付ける

◆スピーカー(2021/4/9)

1. スピーカーは薄型の口径φ４５(外径φ５０）最大厚み８ｍｍのもので、共立電子産業（シリコンハウス）にて＠２７５で購入しました。
2. カバーへの固定はアルミ板をＬ型に曲げたものを４個作り、Ｍ２丸皿ビスで固定します。
3. 取り付け位置についてはカバーを被せたときにプリント基板上の部品と干渉しないよう事前に確認しておくことが必要です。
4. スピーカーの穴はＣＡＤ図を両面テープでカバーに貼り付け、穴の位置にドリルで穴明けしました。
5. スピーカーケーブルは脱着が容易にできるようピンコネクタを使って画像のようなものを作りました。

　　
（左）ピンコネクタ　(中）ピンコネクタを２個ずつ使ってオス／メスの端子を作る　（右）端子を接続したところ

◆充電池と電池ケース(2021/4/9)

1. アマゾンで購入したパナソニックの単３エネループで、１．２Ｖ　１９００ｍＡ／Ｈ、繰り返し回数は２１００回、４本セットで１４５５円(プライム会員は送料無料）というものです。
2. 継ぎ足し充電ができるのと低温でも使用できるのがありがたく、以前寒い日に移動運用をしたとき、しばらく運用すると電圧低下して慌てたことがありました。しかし家に帰ってしばらくすると電圧が回復したため、以来低温下でも使えるエネループに替えました。
3. 電池ケースは単３が横１列で８本並ぶものを使います。四隅にφ２．２の穴をあけて皿モミし、Ｍ２皿ビス(赤丸内）で固定しました

　
(左）単３エネループ８本　(右）電池ケース取り付け皿ビス

◆最後に(2021/4/9)
２度目の緊急事態宣言が発出された頃から試作を始め、２ヶ月余りご覧いただきました１４４Ｈ６機の製作記事は今回をもって終了いたします。当初目標にしていた電気的な性能は達成できたので、残すは運用を重ねて使い勝手等のリグの評価となりました。完成した喜びは当然ありますが、部品のほとんどは４０年前に購入できたものにも拘わらず、ＩＣＯＭのＩＣ２２１で１４４のＳＳＢにデビューした当時はＡＭの自作経験しかなく、ＳＳＢ機を作りたくてもどこからどう手を付けて良いのか判らない状態で、リグとしてまとめ上げる力が無かったんだなあとしみじみ思います。自作というのは半田付けが出来れば良いと言うのではなく、構想、試作、回路設計、構造設計、部品の調達、ケース加工、基板作り、配線、組立、調整、塗装、トラブル対策等々、１つの企業のように様々な工程を経ねばならず、それぞれの経験に裏打ちされた自信の積み重ねがないとゴールには到達できないし、これはどんな趣味でも１人で取り組む場合は同じことと思います。さて関ハムとかで実機を見ていただくことができれば良いのですが、コロナ禍はそれも許してくれず、移動地からの電波が聞こえておりましたら、お相手をよろしくお願いいたします。

　宝塚市山手台南公園での試運転

◆運用実績

＜完了＞