7h4

７MHｚSSB移動用トランシーバ(7H4)

◆はじめに(2019/4/4)
半世紀以上も自作をやっていると死蔵した部品が多数あり、一度は半田付けして電気を通し陽の目をみせてやりたいという気持ちがあります。２０１０年のハムフェアＱＲＰクラブのブースで１２．８MHｚの水晶（形式：ＵＭ－５、幅７．８×高さ６×厚み３．１ｍｍ）の無償提供があり、せっかくだから何らかの形で活かそうと思っていました。周波数関係を計算するとＶＸＯを２０ＭＨｚ、中間周波数１２．８ＭＨｚにすれば引き算で７．２ＭＨｚとなるため７ＭＨｚトランシーバーが作れそうです。

　（左）ＵＭ－５　（右）ＨＣ４９／Ｕ

◆ラダー型フィルタを組んでみる(2019/4/4)
ＵＭ－５という水晶は使ったことが無く、実際にフィルタとして使えるのかどうかまずは特性を調べてみることにしました。

水晶の端子間容量は実測で１．７ＰＦでありフィルタの帯域を２．４ｋＨｚとすると計算式からＣ１＝２９ＰＦ、Ｃ２＝５８ＰＦとなりました。
Ｃ１＝３０ＰＦ、Ｃ２＝５６ＰＦを使って８素子のラダー型フィルタを組んだところ帯域は２．７ｋＨｚほどになりました。

　　８素子水晶フィルタ

◆送信部の実験(2019/4/12)

これまで作ったトランシーバーの送信部は狭帯域増幅で進めてきましたが、今回は違うことをやりたくなり広帯域増幅を試行してみます。
回路実験を繰り返して下記回路に落ち着きピークで３Ｗ出るようになりましたが、下記データシートを見ると２ＳＣ２０７８の１０Ｖ時における直線性からは２Ｗ程度に抑えておいた方がよさそうで、運用の時はがなりたてないようにします。hi
励振増幅の２ＳＣ２０８６には無信号時でも２５ｍＡといコレクタ電流を流しています。これはＡ級増幅で歪の少ない増幅をさせるための処置です。
増幅素子の入出力インピーダンスを合わせることが効率の良い増幅であり、Ｔ１３とＴ１４の設計については「無線機の設計と製作入門」を参考にしています。

　
（左）送信部の回路を検討　（右）各電圧における２ＳＣ２０７８の入出力特性

◆仕様(2019/4/19)
ＵＭ－５の水晶フィルタが使えそうなので、まずはラグ板にて回路を組みながら実験を進め、最終的にはプリント基板を作ってＦＴ－８１７サイズにまとめる予定です。

周波数　：　７．０８０～７．１８５ＭＨｚ
送信出力　：　２Ｗ
終段　：　２ＳＣ２０７８
受信部　：　高１中２シングルスーパー
中間周波数　：　１２．８ＭＨｚ
電源　：　単３ニッケル水素８本（９．６Ｖ）
サイズ　：　幅１３０×高さ４２×奥行き１２０ｍｍ(突起部を含まず）
質量　：　６５５ｇ

　ラグ板に組んだ回路検討中の試作機

◆充電池について(2019/4/19)
電源には単３のニッケル水素充電池８本を使います。これまではパナソニック（三洋）のエネループを使ってきましたが、けっこう高い(高くなった）という印象がありました。ネットで調べたところ富士通の単３スタンダードモデルが同等の仕様であり、ヨドバシカメラでは単３×４のセットが９１０円(税込）と安く、大阪駅前の店で２セット購入しました。通販でも送料込みで９１０円のようです。ＦＤＫ（富士電気化学）トワイセル製でエネループもここで作っていおり、両者の性能を比較したデータがネットに紹介されています。

◆基板の設計(2019/5/10)
プリント基板は主基板が１２０×９０ｍｍ、励振+終段部基板が１２０×２７ｍｍという２枚に分けることにしました。ＡＲ－ＣＡＤという無料アプリを使って部品のパターンを登録し、その部品を基板上に並べながら配置を決め、部品同志を幅１ｍｍの線でつなぐという作業の繰り返しです。この基板パターンは初めてのため、書いては印刷して赤鉛筆でチェック、ミスを見つけては再度チェック。全体のバランスを見ながら部品配置を変更するなど1ヶ月以上かかり、集中し過ぎると全体が見えなくなることもあり、気分転換を入れながらも根気が必要な作業です。

　設計中の基板

◆基板の穴あけ(2019/5/31)

プリント基板は秋月で購入したガラエポ１５０×１００×１ｍｍ厚（１０枚１５００円）を必要サイズに切断して使います。
設計した基板のパターンを裏返してプリントし、表裏面に５０ｍｍ幅の透明テープを貼って補強し、両面テープでガラエポ基板の銅箔面に貼り付けます。
プロクソンの小型卓上用ボール盤にφ１超硬ドリルをチャックし、印刷したパターン図の部品のリード線を通す穴の中心を狙って根気良く開けていきます。
７Kコイルやトリマを取り付ける穴は１．２ｍｍのドリルを使って拡大します。
穴あけ残しが無いか太陽光で透かしながらチェックします。
チェックが終わったらパターン図をはがします。

　
（左）パターン図の上から穴あけ　(右）太陽光に透かして穴明け忘れが無いかをチェック

◆パターン書き(2019/5/31)

感光基板ではなく、細いマジックインキを使ってパターンを手書きするという伝統的な方法です。
穴明けの終わった基板をスチールタワシやサンドペーパー等で磨いて表面のバリを取り、水洗してから乾かし、シンナーで油分を取ります。
パターン図を見ながら銅箔面にマジックインキで書き写し、銅箔面が透けて見えない程度まで何度も上塗りします。
銅箔面には手の油が付かないよう手袋をするか、ティッシュ等で押さえるようにします。
パターンを書き間違えた場合は　①千枚通し等尖ったものを使ってパターンを削り取る　②シンナーを綿棒に含ませてぬぐい取る　
グランド面はできるだけ広く取れるようパターンを書き進めます。

　パターンを書き終えた基板

◆基板のエッチング(2019/6/7)

以前、心斎橋のＫＡＷＡＣＨＩという画材店で購入した塩化第二鉄溶液（５００ｃｃ　３８８円）が残り少なくなってきました。
同じものを買いに行ったところ店舗は心斎橋の東急ハンズへ移転し、処理剤付き２００ｃｃのものに替わり高価になっていました。
処理剤とセットになったサンハヤトのものは日本橋にて２００ｃｃで７７０円ほど１０００ｃｃで２５００円ほどです。
ネットで探したところ「ゆめ画材」にて５００ｃｃが４００円（送料込みで９９０円）、２０００ｃｃは１５５５円+送料６８０円＝２２３５円です。
あと何年自作できるかわかりませんが、さすがに２０００ｃｃは多すぎるので５００ｃｃを注文することにしました。

　
（左）サンハヤト２００ｃｃ、腐食液５００ｃｃ　(右）腐食液２０００ｃｃ　

　エッチングが終了した基板

◆ケース作り(2019/6/21)

正面パネルは１．５ｍｍ厚、他は１ｍｍのアルミ板を使って箱型のケースを作ります。
慎重に作っても寸法どおりにはいかず０．５ｍｍほどのズレが出ることもあるため、部材は一気にすべてを作るのではなく、１つ作っては他の部材と組み合わせて確認し、ズレがあれば長穴加工するなどの微調整してから次の部材を作ると言った手順を踏みます。
１ｍｍ以上のズレがある場合は微調整するよりも作り直した方が良いでしょう。
各部材はＭ２×４のビスでつなぎ、正面パネルに現れる部分は丸皿ビス、沈み込ませるため箇所は皿ビス、他はナベまたはトラスを使います。
ドリルはφ２．２を使いますが、微妙にズレがあるときはφ２．５のドリルで穴径を拡大し、四角い箱になるよう組立てます。
上下のカバーを固定する部分はＭ３のカレイナット８個を使い、側面のパネルに圧入しました。

ケースを組立てたところ

◆部品の取り付け(2019/6/14)

基板のエッチングが完了したらいよいよ部品の取り付けです。
四隅にＭ２の高ナットを取り付けておくと半田付け時に基板が安定します。
背の低い部品から取り付け、それが終わったら背の高い部品を取り付けるというのが基本です。
ＶＸ０部は０．６ｍｍのアルミ板を加工してカバーを作りました。静電シールドというよりは外部からの急激な温度変化を緩やかにするという効果を狙っています。
単品で作る場合はパターンミスの可能性があるため、単独で動作確認できる部分(マイクアンプ部、スピーカー増幅部、送受切り替え部等）は事前に動作確認しておきましょう。
終段のトロイダルコアが巻き線だけでは不安定なためグルーガンで固定してみました。加熱の待ち時間が３分ほど、固定する箇所に押し出せばすぐに固まって接着ができます。

　基板の四隅に高ナットを取り付けると半田付けの時に安定する