２１ＭＨzＳＳＢトランシーバ

◆はじめに(2016/1/15)
同調用のバリコンや減速機が手に入りにくくなりつつあることを感じ、その代わりとしてバリキャップと１０回転ヘリポットでＶＸＯやＶＦＯを作り始めてから１０年ほどがたちました。周波数表示方法としてこれまでに　�@電圧計　�A糸掛け方式の横行ダイヤル　を使ってきましたが、今回秋月の周波数カウンタキットを周波数表示に使ってみようと思います。

◆主な仕様(2016/1/22)

1. 周　波　数　　：　２１．０００〜２１．４５０ＭＨｚ
2. 出　　力　　　：　３Ｗ程度
3. 終　　段　　　：　２ＳＣ１９７１
4. ＶＦＯ周波数　：　９．０００〜９．４５０ＭＨｚ
5. 中間周波数　：　１２ＭＨｚ
6. 受信部　　　　：　高１中２　シングルスーパー

◆秋月の周波数カウンタキット(2016/1/15)
昨年末に秋月の「水晶発振子周波数測定キット」を購入しました。ＬＥＤ５桁表示でオフセット機能があるためトランシーバーの周波数表示に丁度いいなと思いました。外部入力端子はＰＩＣに直接つながっており、ＶＦＯの出力を外部入力端子につないでも信号が弱すぎて周波数を表示することは出来ません。そのため３石のプリアンプを前段に追加しました。

◆リグのデザインを決める(2016/1/15)
必要な機能のツマミやスイッチ、コネクタなどを集めて配置してみると幅２００×高７０ｍｍのサイズが必要になリました。中央に周波数表示部、右に同調ツマミとその上にＳ／ＲＦメータ、またスピーカーも前面に出しています。

◆ＶＦ０ユニットと温度補償(2016/2/26)
ＶＦＯについてはすでにラグ板配線の試作機で回路定数が決まっているため、同じ回路をプリント基板化し発振部にカバーを被せました。サイズは縦６５×横５０×高さ１７ｍｍです。Ｃ２の温度補償コンデンサは当初　９０ＰＦ　−２５０ｐｐｍ／℃でしたが、このユニットを暖めたり冷やしたりしながら最適の温度係数を求めたところ　−３１０ｐｐｍ／℃　となりました。手持ちの関係で　−３１９ｐｐｍ／℃　ですがユニットの温度を１０℃変化させたときの周波数変動は

1. 　　　　０ｐｐｍ／℃　にて　−１０４２Ｈｚ／℃
2. −２５０ｐｐｍ／℃　にて　−１９８Ｈｚ／℃
3. −３１９ｐｐｍ／℃　にて　　　８Ｈｚ／℃

となり、かなり満足できる結果へ追い込むことが出来ました。

◆ヘリポットの回転数と周波数の関係(2016/2/19)
バリキャップに加える電圧と周波数の関係が直線であれば問題ないのですが、ＦＣ５４Ｍを使った場合は下のグラフのように直線ではありません。そのためヘリポットと並列に補正用抵抗を入れ、できるだけ直線に近づくようにしています。

◆オートスキャン回路(2016/2/1)
２１ＭＨzはコンディションによって賑やかな時もあれば全く静かな時もあるため、バリキャップ同調のこのリグにもオートスキャン回路を搭載します。７Ｈ３機では２００kHzを５秒でスキャンし電圧計で周波数表示していましたが、今回は周波数カウンタの表示が追随できないため１サイクルを約１７秒に設定しました。

◆スキャン時の入感表示ＬＥＤを追加(2018/3/2)
スキャン時には局が出たかが分かるようボリュームを軽く絞ってはいるもののスピーカーからは常時「サー」という音が聞こえ、それはそれで耳障りなものです。そのためボリュームを絞っても入感時はＬＥＤが光る機能を追加しました。原理としては第２中間周波増幅２ＳＫ２４１のソース電圧を検出し、ＡＧＣが効いた時の変化をとらえてＬＥＤを光らせるものです。電圧はスキャン回路の１２Ｖから取っているため、チューニングを手動にした場合は入感してもＬＥＤは光りません。

　２５×１８ｍｍのプリント基板に彫刻刀で溝を掘って部品を半田付け

　周波数カウンタ基板の空きスペースに両面テープで貼り付け

◆正面パネルをベニヤ板で作ってみる(2016/2/12)
ＣＡＤを使っての設計はしていますがデジタル表示方式のトランシーバーは初めてなので、部品配置や部品同士の干渉など実物で検討しないとわからない点があります。そのため２．５ｍｍ厚のシナベニヤで正面パネルを作り、実際に部品を取り付けてみました。周波数カウンタの前に取り付けたボリュームがカウンタの部品と干渉したり、机に置いたトランシーバーを斜め上から見るため、ＬＥＤ表示が見えやすくするため窓の上側を２ｍｍほど広くしたりなどの修正を進めています。

　
(左）シナベニヤで作った仮の正面パネル　(右）裏側

◆基板の作成(2016/2/19)
回路全体は２０Ｐの平ラグ板４枚に組みますが、周波数カウンタ用プリアンプやノコギリ波発生部はラグ板に収納できないため別にプリント基板（８０×５５ｍｍ）を作り、カウンタ基板の裏に背中合わせで取り付けることにしました。

◆ケース作り(2016/3/11)

1. アルミ板のサイズは扱いの手ごろなタカチのＮＰ１３という２００×３００×１ｍｍとし、正面パネルのみ１．５mm厚を使用しました。
2. 出来るだけ無駄な切れ端を出さず、なおかつケースの内部に平ラグ板等の部品が適切に収納できるような大きさを考え、幅２００×高さ７０×奥行１５０mmとしました。
3. 上下のカバーはこれまで「コ」の字型のものを作ってきましたが、歩留まりを良くするため今回は２００×３００mmを半分に切って上下とも２００×１５０ｍｍの平板とし、角部にＬ型アングルを使用して箱を形成しました。
4. ドリル穴の位置はポンチを使って正確に開けたつもりでも少しは狂うものです。組み立てたケースを机の上に置いてガタつくようであれば、細い丸ヤスリで穴を修正してガタつかないようにします。
5. 全ての部材の切り出しと穴加工を終えてから組むのではなく、ある程度部材ができたら部分的にでも組んで寸法やガタツキを確認し、早めに修正しておく方が後々の被害は少なくて済みます。

　アルミ板で作った２１Ｓ１機のケース

　
部品を取り付けてみました

◆水晶フィルタの特性(2016/3/18)
このリグに使用するフィルタは８素子としました。２０Ｐのラグ板を４枚使った回路構成ではスペースの関係で６素子までがやっとなのですが、ＶＦＯをプリント基板化したためスペースが少し空いたのでその部分を使うことにします。

1. １２ＭＨｚのＨＣ４９／ＵＳの端子間容量は実測すると２．３ＰＦでした。
2. 帯域を２．４ｋＨｚに設定してフィルタの計算をすると、入出力部に３６ＰＦ、中間部に７２ＰＦという結果が出ました。
3. しかし手持ちの関係で入出力部は３９ＰＦ、中間部を８２ＰＦとし、特性を測ってみると帯域は下のグラフのように２．３ｋＨｚになりました。
4. 入出力インピーダンスは３５０Ωほどです。

◆受信部の配線(2016/3/25)
まずは受信部の配線から進めます。前にも紹介しましたが受信部はスピーカーアンプ側から回路図を逆にたどって配線を進め、時々動作確認をしておくとミスを早めに修正することが出来ます。

1. ＴＡ７３５８Ｐの局発部に通電して発振周波数が１１．９９６５ＭＨzになるよう半固定トリマをまわして調整します。
2. 中間周波数である１２MHｚの水晶を準備し、水晶発振器で発振させた信号を受信しＳメータの振れが最大になるよう中間周波トランスのコアを回して調整します。
3. ディップメータなどで２１ＭＨzの信号を発信させＳメータの触れが最大になるよう高周波増幅部、混合部のコアをまわして感度が最大になるよう調整します。

　２１Ｓ１機を下側から見る

◆送信部の配線と調整失敗談(2016/4/1)
出力は３Ｗを狙っていたものの当初は２Ｗほどでありこんなもんか思っていましたが、２１Ｈ１機を横に置いてモニタしながら入力の低周波信号を増やしていくと変調音の濁る箇所があり、回り込みではないかと各所にパスコンやフェライトビーズを追加したりと試行錯誤していました。しかし周波数変換部のコアを回すと出力は減るのにモニタしている音が大きくなる現象に気づき、コアを再調整すると別の位置に正規の同調点があって出力は３．５Ｗに増え、変調音の濁りもなくなりました。送信部調整時の陥りやすいミスとして１つノウハウが増えました。

　
（左）２１Ｓ１機を上側から見る　(右)送信部

◆送受切り替えによるＶＦＯの負荷変動(2016/4/8)
調整を進める中で送受切り替えをするとデジタル表示周波数の１ｋＨｚ台が変化する現象がありました。ＶＦＯの出力周波数をカウンタで調べてみると、送信→受信に切り替えると周波数が１００Ｈｚほど上昇しました。ＶＦＯの出力は混合部２ＳＫ２４１のソースへ０．０１μＦを通して供給していますが、４７０Ωを直列につなぐことで周波数変化は２０Ｈｚに納まりました。本当は０Ｈｚにしたいのですが、ここに大きな抵抗を入れると受信感度が低下するため、この値で妥協しています。１００ｋＨｚ可変のＶＸＯではここまで変動することは無かったのですが、４５０ｋＨｚ可変のＶＦＯとなると負荷の変動も馬鹿にはなりません。ＶＦＯ発振部から９ＰＦを通してバッファを入れ、出力部にも５ＰＦでつないだ２段のＢＰＦを通していますが負荷の変動は発振段に影響をしているようです。

◆入力周波数と送信出力(2016/5/13)
マイク端子に２００Hzから３０００Hzまでの低周波信号を加え、そのときの送信出力との関係を下のグラフに示します。

◆ツートーンテスト(2016/5/13)
製作したツートーンジェネレータを使って２信号特性を調べてみました。本などに載っているアナログオシロの波形に比べるとデジタルオシロは輪郭がはっきりせず見にくい感じがします。送信出力はピークで３．５Ｗほど出ますが、ツートーンの波形を見ると頂上部分が丸くなってきており、飽和の始まっていることが目視できました。

◆運用実績(2016/6/26)

アンテナはベランダに立てた釣竿にビニール線を沿わせた７ｍＨの１／４ＧＰ　

＜完了＞