７ＭＨzＳＳＢ移動用トランシーバー（７Ｈ２） 戻る
◆はじめに(2014/3/8)
伊丹市内に関東系のスーパービバホームというホームセンターが２０１３年夏にオープンしました。関西系とは違う品揃えに興味があり時々店内を物色しに行きますが、目に留まったのはアルミキャリーケースです。以前非常用トランシーバーとして作った７Ｈ１機は堅牢性と防水性が弱点でしたが、このようなケースに入れることで弱点をカバーすることができるでしょう。そんなことを思いつくと、、このケースの中にスッポリ収まるトランシーバーを作ってみたくなりました。
設計編
◆アルミキャリーケース(2014/3/8)
外側は１７５×１２０×１２０ｍｍで、内部にはクッションが貼り付けてありサイズは横１５７×縦１０３×深さ７０ｍｍ、蓋の深さは４０ｍｍです。発売元：㈱ＬＩＸＩＬビバ、価格￥１１８０
◆トランシーバーの構造(2014/3/8)
◆ケースを作る(2014/3/21)
正面パネルは１．５ｍｍ厚、背面パネルは１ｍｍ厚のアルミ板を使い、長ビス、スペーサー、高ナットでそれぞれのパネルをつないだところ、割としっかりした構造になりました。これに「コ」の字型のフタを２枚作って被せればケースは完成です。キャリーケースにもスッポリと収まり、トランシーバーというよりは測定器のような感じになりました。
◆トランシーバの仕様(2014/3/15)
形から先に入ってしまいましたが仕様については７Ｓ１機と同等のものとし、オートスキャン機能を追加します。
◆中間周波数のトラブル(2014/4/5)
当初 ＶＸＯ＝２１．４７７ＭＨｚ，中間周波数＝１４．３１８ＭＨｚ としていましたが、受信時にＶＸＯの同調周波数を変えてＳＳＢを聞いていても、７．０３０ＭＨｚ近辺のＣＷが背景でずっと聞こえており、おそらく局発の信号が悪さをしているものと想像しました。中間周波数を７ＭＨｚの倍数近辺にするのは良くなさそうなので、ＶＸＯ＝１９．１４４ＭＨｚ，中間周波数１２ＭＨｚに変更することで背景のＣＷ音はなくなりました。
◆受信部の構成について(2014/5/3)
７Ｈ２機の元になったのは７Ｓ１機で、回路の検討はその時に行いました。当初はプロダクト検波後に低周波増幅を１段入れ、その後ＬＭ３８６でスピーカを鳴らしていたのですが、７ＭＨｚでは感度が良すぎＳメータはほとんど振れっ放しだったので低周波増幅を減らし、かつ１００ｍＨを使ったＬＰＦを追加して隣接局のキンキンした音を抑えることにしました。他のリグに比べると感度が悪いようにも感じますが、ＱＲＰ機であればこの程度で十分ではないかと思っています。
◆プリント基板の設計(2014/3/15)
１５０×１００mmの基板にトランシーバーの機能を全て収めるわけで配置には工夫が必要ですが、今回は左半分をＳＳＢジェネレータ部、右半分をトランスバータ部という構成にしてみました。基板の周囲には所々に切り欠きを入れ正面パネルへの配線を通します。基板の設計には配線を色分けしておくと判りやすいため、送信部(青）、受信部（ピンク）、共通部（黄色）、ＡＧＣ(緑）、グランド(灰色）、ＴＰ（オレンジ）としました。高周波の流れるところは極力短くし、直流が流れるところはジャンパ線(点線で表示）を使ってでもグランドを広く取ることを優先します。配線が込み合ってくると部品の位置をずらして再配線をするなど随分手間はかかりますが、出来栄えに影響するためたっぷり時間をかけ、納得するまで頑張りましょう。
製作編
◆基板作り(2014/3/29)
ＣＡＤで作ったパターン図を裏返して（ミラ－リングして）プリントし、基板に貼って千枚通しで印をつけ、その箇所をφ１のドリルで穴あけしました。１枚の基板にトランシーバーの機能を全て収めようと思うと穴明けだけでも数１００ヶ所にのぼり、なかなか時間がかかります。その後は銅箔面をスチールタワシで磨き、シンナーで汚れをふき取ります。画像左は細マジックで各点を結んだところで、右は塗りつぶしたところです。
上のパターンは数箇所ミスがありますので、丸ごとコピーはしないでください。ＳＲＩ
◆基板のエッチング(2014/4/5)
塩化第二鉄の溶液をトレーに入れそこに基板を浸します。エッチングが進むと溶液が黒くなって進行度合いがわかりにくくなるため、３割ほど湯を入れて薄めました。トレーは更に大きな容器に浮かし湯銭をして４０～４５度になるようにすると１０～１５分ほどでエッチングが完了します。
◆基板へ部品を取り付ける(2014/4/5)
基板のエッチングが終わったので共通部と受信部の部品を取り付けました。うまく動作しないので調べてみるとパターンミスが３箇所あったためカッターで切って修正し、アンテナやスピーカーを接続して電源を入れると７MHｚの交信が聞こえたので一安心です。８素子のラダー型水晶フィルタ、１００ｍＨを使ったＡＦローパスフィルタ、低周波増幅を１段省略したことで近接のキンキンした信号やノイズも減り聞きやすい音になっています。使用している７Ｋボビンはサトー電気で購入した中国製のもので、識別のため黄色の塗料を塗っています。
◆放熱器とＶＸＯカバー(2014/4/19)
アルミ板をコの字型に曲げた高さ２０ｍｍの金具を作り、絶縁シートを介してポリカーボネイトのネジで終段の石に固定します。また金具は背面パネルにネジ固定することで放熱面積を確保しました。ＶＸＯのカバーは０．６ｍｍのアルミ板を曲げて四角い箱を作りＶＸＯの発振部にかぶせます。目的は周囲の温度変化を緩やかに受けるためのもので、シールドという意味ではありません。
（左）放熱器 （右）ＶＸＯのカバー
◆目盛りの自作(2014/4/26)
Ｓ／ＰＯＷＥＲと周波数の表示はＶＵメータ(シリコンハウスで＠４５０）を使っており、、そのためには目盛りを作ることが必要です。ＣＡＤで目盛りを作り、インクジェットプリンタを使って厚手の印画紙に印刷し、はさみで切って裏面に両面テープを貼り、メータの目盛り面に貼り付けて作ります。周波数表示の目盛りはメータの振れ角７０度を１０等分した目盛りを最初に作り、実際の発振周波数を周波数カウンタで測定し、１０等分目盛りのどこに針が振れたかを記録します。次にその角度のところにＣＡＤで周波数目盛りをつけ、数字を割り振りました。
◆平衡変調部でのトラブルについて(2014/5/3)
アンテナ端子にパワー計をつなぎ送信状態にすると出力は２Ｗ以上出るものの、無信号時でのキャリヤ漏れが５mWほどありました。通常は局発のトリマを回してフィルタ帯域の少し外側にキャリヤポイントを移せばキャリヤ漏れは収まるのですが、今回そうはいきませんでした。調べて行くうちに平衡変調ＴＡ７３５８Ｐのバランスが崩れているだろうと思い、試しに電源供給部の９ピンに０．０１μＦのパスコンを追加してみるとキャリヤ漏れが減りました。もともと９ピンにパスコンは入っているのですが、グランドのパターンが細いラインで引っ張ってきた先端にあり、パスコンとしての効果が少なかったようです。そのため部品の配置を変更しパスコンを広いグランド部に落とすことでバランスが取れ、キャリヤ漏れは０．１ｍＷ以下になりました。多くの部品を１枚の基板に収めようとパターン設計をしましたが高周波的な配慮が足らなかったようで、次回パターン設計するときは注意したいと思います。
部品の配置を変えてＢＭ部９ピンのパスコンを広いグランドに落とす。
◆信号の流れ(2014/5/5)
７Ｈ２機の信号の流れは上の画像のようになっています。基板の左半分がＳＳＢジェネレータ部、右半分がトランスバータ部で、それを１枚の基板に収納しました。増幅回路が連続する箇所は直線的に配置して異常動作を抑え、直流の流れるところは無理にパターン化せずにジャンパ線を使って高周波の流れる線路やグランド部を切らないようにしています。
◆配線をすっきりさせる(2014/5/10)
７Ｈ２機は正面パネル、プリント基板、背面パネルを高ナットでつないだ構造で自分としては新しい試みなのですが、いざ作ってみると長所・短所を併せ持っていることが判ってきました。短所の１つは配線で、あらかじめ正面パネル側の配線をして長めに線を切っておいてから基板を取り付け、基板側への配線をしています。しかしジャングル状態で配線もしづらいため、正面パネル側に中継端子を設けて配線を完結しておき、そこから基板側へつなぐようＩＣ用ＦＣＺ基板を切り中継端子として配線をまとめてみました。
（左）リグを横から見たところ (右）基板をはずしたところ
（左）ＩＣ用ＦＣＺ基板 (右）中継端子は両面テープを使ってパネルに貼り付ける
（左）正面パネルの配線を中継端子につなぐ （右）中継端子と基板を配線でつなぐ
測定編
◆ＶＸＯの周波数直線性(2014/4/12)
ＶＸＯには１０回転のヘリポットを使っており、回転数と周波数の関係を調べてみました。黄色の線が直線性を示す基準線で、これに近いほど直線性がよいといえます。紺色の線が元々のＶＸＯの特性であり、ピンクの線は補正用の１０ｋΩを入れたものです。０～１回転目で２１ｋＨｚ、９～１０回転目で３ｋＨｚとかなりのバラツキはありますが、１回転２１ｋＨｚであればチューニングは楽で実用上の問題はないと思います。
◆ＶＸＯのＱＲＨ特性(2014/5/24)
７Ｈ２機を保温ケースに入れＶＸＯ部のみ動作させて時間当たりの周波数変動を測定したのが下のグラフです。ＶＸＯの発振周波数は１９ＭＨｚで可変範囲は１００ｋＨｚですが、電源を投入してから５０Ｈｚも動いてないので非常に安定したＶＸＯのように見えます。しかし実際の運用では室温変化、終段の発熱、屋外では太陽光の照射など温度変化の要因はたくさんありＱＲＨはもっと大きくなるでしょう。
(左）ＶＸＯの内部 （右）ケースをかぶせたところ
◆水晶フィルタの特性(2014/5/31)
７ＭＨｚは出ている局数が多いため混信対策が必要で、その１つは切れのよいフィルタを使うことです。７ｈ２機では１２ＭＨｚの水晶を８個使ったラダー型のフィルタを使っており、その特性は上のグラフのようになっています。６素子のものと比較したことがありますが、８素子の方がキャリヤポイントが５００Ｈｚほど高く、結果的に特性がシャープになっているのだなと思いました。
◆電源電圧と送信出力(2014/5/31)
◆終段の直線性と利得(2014/6/7)
２ＳＣ２０７８ベース部のＴＰに高周波電圧計のプローブを当て、入力インピーダンスを２０Ωと仮定したときの入力電力対送信出力の直線性を調べてみました。ほぼ２Ｗまではリニアに増幅し、そこを超えると直線性が悪くなります。また利得は次の式で計算しました。 利得＝１０ＬＯＧ（送信出力／入力電力）
◆メータの振れすぎを抑制するダイオード(2014/5/17)
Ｓ／ＲＦを表示するメータはデジットで買ったレベルメータ（＠４５０）を使っており、特性を調べてみると１０等分目盛りに対する電流値は左のグラフの紺色の線で示すようなカーブになっています。このメータで信号が弱いときはほどほどに振れ、強い信号ではメータの振れを抑えるよう、メータと並列にショットキーバリヤダイオード１ＳＳ１０８を順方向に接続しています。このダイオードは右のグラフのように０．１５Ｖあたりから電流が直線的に流れる特性を持っています。メータのフルスケール時の電圧は０．１７Ｖであり、ダイオードをメータに並列接続することにより電圧が上がるとダイオード側への分流が増え、下のグラフのピンク色の線のように右側へ行くほど圧縮のかかる特性となりメータの振り切れを抑えてくれます。実際に使ってみるとメータの振れが弱く感じたので、１００Ωを直列に入れ黄色の線のような特性にして使っています。
＜完了＞