プリミックスＶＦＯの製作　　　　　　　　　　　　　　　　　戻る

◆はじめに(2012/10/13)
このＨＰで紹介しているトランシーバでは全てＶＸＯを使っています。周波数が安定しているという点では非常にメリットがありますが、発振周波数が水晶によって限定されたり、可変範囲が狭いというデメリットも併せ持っています。ならば発振周波数が安定し、周波数設定が自由なプリミックスＶＦＯを作ってみるかと回路実験を進めることにしました。

７ＭＨｚ版

◆プリミックスＶＦＯとは(2012/10/13)
周波数が可変できるＶＦＯ部と、周波数が固定の水晶発振部の周波数を混合して目的の周波数を作るものです。水晶部で安定な発振周波数を作り、ＶＦＯ部で必要な可変範囲を設定できる便利さがありますが、反面不要な周波数成分が出来てしまうので、ＢＰＦを通し取り除くことが必要になります。

◆周波数構成は(2012/10/20)
７ＭＨｚＳＳＢトランシーバ７Ｓ１機の外部ＶＦＯとして使えるような周波数構成とします。ＶＦＯ部は３〜３．２ＭＨｚ、水晶発振部は１６ＭＨｚ、それを混合して１９〜１９．２ＭＨｚの出力を作り、７Ｓ１機に注入します。

◆まずはＶＦＯから(2012/10/13)

1. 回路はコルピッツ発振回路で、次段にバッファをいれ負荷の変動を発振段に影響しないようにしています。
2. ポイントになるコイルは温度係数の低いアミドンのＴ３７−６に巻き、エポキシ系の接着剤で固めて機械的に安定にします。
3. コイルと並列に接続するコンデンサはサトー電気で購入した温度補償セラミックコンデンサを使用しました。
4. 同調回路のコンデンサは出来るだけ固定のものを使い、最終的な微調整用に１０Ｐのセラミックコンデンサを使いました。
5. 抵抗も実験時はカーボン皮膜ですが、最終的には金属皮膜に置き換えようと思います。
6. 電源は３端子レギュレータを通して安定化した電圧を供給します。
7. 最終的にはＶＦＯ部をシールドケースに入れ、周囲温度の影響を緩やかに受ける構造とします。

◆水晶発振、ＤＢＭ、バッファアンプを追加(2012/10/20)

1. 水晶発振部にて１６ＭＨzの信号を作ります。
2. 混合部はアイソレーションの良いＤＢＭとし、ＶＦＯ部と水晶発振部からの信号を合成することで、１６＋３＝１９，１６−３＝１３　の２つの信号が出来ますが、次段のＢＰＦで１９ＭＨzの信号を取り出します。また入出力には３００Ωと１８Ωの抵抗で作った−３ｄＢのパッドをいれ、インピーダンスのミスマッチを緩和します。
3. ＤＢＭからの出力は２段のＢＰＦを通してバッファアンプで増幅し、約０．２５Ｖの出力電圧を得ます。

◆７Ｓ１機に１９ＭＨzを注入(2012/10/20)
３ＭＨｚ（ＶＦＯ）＋１６ＭＨｚ(水晶）＝１９ＭＨｚの出力を７Ｓ１機に注入してみました。バラック実験なのでケースには入れていませんが、手を近づけたり息を吹きかけない限り周波数は安定で、とりあえずは普通に使えそうです。

◆ＤＢＭについて(2012/10/27)
ＤＢＭ(ダブルバランスドミクサー）をこれまでなんとなく使ってきましたが、動作原理が良くわかってないので、「トロイダルコア活用百科　山村英穂著　ＣＱ出版」で調べることにしました。以下は本からの引用です。　

1. ＬＯ(局発信号）はダイオードをスイッチングするため十分な電力が必要。一方ＲＦ信号はその動作を乱さないよう十分にレベルを低くする。
2. ＤＢＭの各ポートは数十Ωのインピーダンスで取り扱う。
3. ＤＢＭの歪特性の悪化防止のため、３ｄＢ程度のパッドを入れることでＳＷＲ≦３を確保。
4. ダイオードは非直線性素子のためＬＯの負荷としてよいものではなく、ＤＢＭとＬＯ双方の動作安定化のためパッドを入れる。

本プリミックスＶＦＯではＤＢＭの３ポート全てに３ｄＢのパッドを入れていますが、ＬＯは必須としても他は省略している製作記事を見ることがあります。抵抗３本のことなので、信号が弱くなるとは言え入れておいたほうが安心な感じはします。また実験当初よりもＬＯ（１６ＭＨｚ）の信号を強くし、ＶＦＯ（３ＭＨｚ)の方を弱くしてみました。その結果ＴＰ３の信号が弱くなったので、２ＳＫ２４１のソースＲを１００Ω→１０Ωに変更しました。

◆ダイヤルの直線性(2012/10/28)
ＶＦＯには周波数直線性のエアーバリコンを使い、１４：１のギヤーメカで減速しています。ツマミの回転に対する周波数の直線性を調べてみると下のグラフのようになりました。基準として引いた紺色の線に対しＶＦＯはピンク色の線になり、多少のうねりはありますが、ダイヤル中央部はほぼ直線に近い関係になりました。

◆ＶＦＯの周波数変動(2012/10/28)
電源ＯＮ後にどの程度の周波数変動があるかを調べました。ＶＦＯを保温ケースに入れて２４時間放置し、周波数カウンタの電源を入れた９０分後から測定を始めました。３０分経過でも周波数変動は５０Ｈｚほどであり、数分で実用レベルに達していると言えるでしょう。

１４４ＭＨｚ版

◆１４４ＭＨｚ用プリミックスＶＦＯ(2014/12/27)
１４４ＭＨｚ用としては　８ＭＨｚ（ＶＦＯ）＋４１．３３３ＭＨｚ（Ｘｔａｌ）×３逓倍＝１３２ＭＨｚ　という構成を考えました。ＶＦＯコイルに使うコアは温度係数の低いＴ３７−６で、これに０．５ウレタン線を２３回巻きました。試作ではポリカーボネイトのＭ３ネジに樹脂のワッシャではさみ、ナットで固定しています。

　
（左）Ｔ３７−６にウレタン線を巻いたＶＦＯコイル　(右）プリミックスＶＦＯの回路実験

◆水晶発振部(2015/1/10)
４１．３３３Ｍｚで発振し、その後３逓倍して１２４ＭＨｚを作り、バンドパスフィルタを通して周波数変換部に信号を供給します。

　水晶発振部

◆周波数変換部と増幅部(2015/1/10)
ＴＡ７３５８ＡＰにＶＦＯからの８ＭＨｚと水晶発振部からの１２４ＭＨｚを加え、合成した１３２ＭＨｚを取り出し、ＢＰＦを通し２ＳＫ４３９で増幅します。

　周波数変換部+増幅部

◆スプリアス対策(2015/1/10)
回路を組んで１４４Ｓ５機にプリミックスＶＦＯの信号を注入したところ、ダイヤルを回すとあちこちにプチプチという強いスプリアスが現れました。８ＭＨｚＶＦＯの出力はそのままＴＡ７３５８ＡＰの８ピンにつないでいましたが高周波電圧が０．２Ｖほどあり、これでは強すぎて飽和しているようです。そのため出力に３．３ＫΩと１５０Ωでアッテネータを組んで出力を落とすことによりスプリアスを軽減しました。４ピンや８ピンの入力電圧は５０ｍＶ以下にしておくことが無難です。またプリミックスＶＦＯの出力電圧は６０ｍＶです。

◆実際に使ってみて(2015/1/17)
１４４ＭＨｚプリミックスＶＦＯを１４４Ｓ５機の外部ＶＦＯとして使ってみると、極端な温度変化さえなければ結構安定して使えるものということが判ってきました。ＶＨＦのような高い周波数で安定した出力を得るにはＶＸＯに軍配が上がりますが、ＨＦならばＶＦＯでも十分に使えそうです。発振周波数を自由に設定できる。可変範囲も思いのままというのもＶＦＯのメリットでしょう。

＜完了＞