高１中２の真空管受信機です。今回は、高校の頃本格的通信型受信機として初めて手にした思い出深い『 ９Ｒ－４２Ｊ 』を基本にしています。外観、製作過程等、６０年代のノスタルジーを多少なりとも感じて頂ければと思います。
○ 外観は５０～６０年代通信機の雰囲気。
○ 受信信号は、ＲＦ入力からスピーカ出力まで真空管回路を通す。
○ 受信信号を除く各種制御信号の生成、処理等は、最近の技術を活用する。
○ ＳＳＢ復調は真空管によるプロダクト検波の他、9R-42Jと同様、AM検波回路へのBFO注入方式も可とする。
ケースはＬＥＡＤのＡＳ－１を使用し、両側の取っ手は外しています。AS-1のフロントパネルは鉄製で加工が大変なため、別途購入した板厚1.0mmのアルミ板を加工しています。塗料はタミヤのガンメタルTS-38です。
写真では見えませんが、左上部角の皺は、調整中、机の上から落としてクシャクシャにしてしまった時の修復跡です。塗装前で助かりました。
フロントパネル下部のスイッチ、ボリウム等は、現物の9R-42Jを実測し、同一配置しています。
 フロントパネル |
9R-42Jの特徴的なデザインであるダイヤルは、二つの扇を横に倒した様なシンメトリー配置となっていますが、今回は、残念ながらメインダイヤル一つで縦型になってしまいました。ダイヤルにはジャンクＶＴＶＭから外した大型メータを使用しています。 左のＳメータ下部右側のつまみはＤＤＳ ＶＦＯの周波数ステップ設定スイッチです。 左右の大型つまみは、9R-42Jではメインダイヤルとスプレッドダイヤル用ですが、DDS VFO採用のため周波数可変とＲＦ部同調が独立となり、左の大型つまみがＲＦ同調、右が周波数可変用メインダイヤルつまみとなっています。 |
リアパネルと内部を覗いた写真を以下に示します。上蓋を開けて内部を覗く時の「あのワクワク感」を出せる様、配置を考慮しました。
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 a)その１ |
 a)その２ |
| リアパネル | 上から内部を覗く | |
フロントパネル図
9R-42Jでは「ANL」SWおよび「BFO/MVC/AVC」SWが、ここでは「BFO」SWおよび「MODE SEL」SWとなります。BFO ＯＮ時は、強制的にAM検波回路へ切り替え、BFO信号をAM検波部へ注入します。
ダイヤル表示にはアナログメータを使用しています。７MHｚバンドを受信中のアナログメータとLCDの表示を下に示します。LCDはVFO部と仮接続し、比較のために周波数表示しています。アナログメータの針の指示がLCD表示の周波数値と良く合っています。
7060kHz
7140kHz
アナログメータによるダイヤル表示（上部のLCDは比較用）
ブロックダイヤグラムを下図に示します。真空管構成は、６ＢＤ６、６ＥＡ８，６ＢＤ６，６ＢＤ６，６ＡＶ６，６ＡＲ５です。
ブロックダイヤグラム
ＲＦ部のＭＩＸ部は低雑音化のため６ＥＡ８を使用しました。
ＡＦ部のＡＭ検波(AM DET)は６ＡＶ６の２極部、プロダクト検波(PRO DET)は１２ＡＵ７です。
ＬＯ部は、市販ＤＤＳ ＶＦＯとこれを制御するＶＦＯ ＣＯＮＴから成ります。ＶＦＯ ＣＯＮＴは前面パネル操作部スイッチ情報を取り込み、DDS VFOを制御します。ＤＤＳ ＶＦＯは、VFO CONTからの制御によりMIX部へローカル信号を供給します。
ＤＩＡＬ ＣＯＮＴ部（DDM-MCP)は、VFO CONTからのBAND情報の取り込みと、VFO信号入力による受信周波数表示を行います。これらの処理にはPIC１６F６２８Aを使用し、ファームはＣにより作成しました。
回路図（PDF)を以下に示します。
| 全体回路 ＱＲ－７１Ｊ 各部回路 ＲＦ：高周波増幅部、周波数混合部 ＩＦ：中間周波増幅部 ＡＦ：ＡＭ検波部、プロダクト検波部、電圧増幅部、電力増幅部 ＰＳ：電源部 ＬＯ部：ローカル周波数制御部 ＶＦＯ ＣＯＮＴ：ＶＦＯ制御部 ＶＦＯ：市販ＤＤＳ ＶＦＯ ＶＦＯ ＡＭP：ＶＦＯ出力増幅部 ＤＩＡＬ ＣＯＮＴ（ＤＤＭ－ＭＣＰ）：ダイヤル制御部 ＢＦＯ：ＢＦＯ発振部 |
「BFO ON/OFF」SWにより、以下の切り替えを行います。
・「BFO ON」
「MODE SEL」SWによる受信モードに優先して強制的にAMモードとし、BFO出力をAM検波入力部
へ注入します。
・「BFO OFF]
「MODE SEL」SWによる受信モードへ切り戻ります。
切替回路の説明を行うために切替回路部分を簡略化して下図に示します。
・S2は「BFO ON/OFF」 SW、S3は「MODE SEL」SWです。
・RL1は4トランスファー接点（rl1-1～rl1-4）で、「BFO ON」時のみONします。
・以下、各モードで動作中に「BFO ON」操作を行った時の動作について説明します。
・「AM」モード動作中に「BFO ON」時
①S2-2によりAGC OFF、RL1 ON
②rl1-1を通してBFO発振部へ地気を送出（これにより、BFO強制ON）
③rl1-2により、BFO出力信号をAM検波用６AU６の２極部へ注入
・「CW」/「SSB」モード動作中に「BFO ON」時
・前記動作①～③に加えて、「CW」/「SSB」モード（プロダクト検波）から「AM」モードへ
強制的に切替える動作が加わります。これを、rl1-3とｒｌ1-4で実現しています。
モード選択およびＢＦＯ ＯＮ／ＯＦＦ切替回路
VFO CONTは秋月の「ＡＫＩ ＰＩＣ－ベーシック開発キット」を使用し、マザーボードへ回路を追加しました。ファームはキット付属の「PICＢＡＳＩＣ」で作成しています。秋月の開発キットおよびPICＢＡＳＩＣは共に販売終了となってしまいました。VFOは貴田電子設計の「ＫＥＭ－ＤＤＳ－ＶＦＯ－ＭＣ５０」を使用しています。
自作BASICソースについては、市販ボード部分について著作権に触れる可能性がありますので、掲載しないことにしました。フローチャートの掲載等、他の方法を検討します。
詳細は「DDM-MCP」および関連する「DDMーR2R」を参照願います。
ＭＩＸ部３極部グリッドのトラップは４５５ｋＨｚ用です。このトラップは、以下の問題を対処するためのものです。
・現象・・・電源ONから約１時間経過後、ジャーという音が聞こえる。
・調査
・ＰＩＣ－ＢＡＳＩＣモジュール（PIC16F877）を動作させると、ＶＦＯ ＡＭＰ出力で４５５ｋＨｚより
若干低い周波数の成分が観測される。
・PIC16F877付近をブロアで温度を上げるに従い、この成分の周波数が高い方へ変化。
・変化の途中、４５５ｋＨｚＩＦＴの通過帯域内へ入ると、ジャーという音が聞こえる。
・原因・・・ＰＩＣ－ＢＡＳＩＣモジュールから発生する４５５ｋHzノイズ成分がIF系へ混入。（混入経路は不明）
・対策・・・以下の対策によりジャー音発生を完全に抑えることができた。
・ＭＩＸの入力部へ４５５ｋＨｚトラップ挿入。
ＡＭ検波回路へプロダクト検波回路を単純に追加したことで問題が発生しました。
・現象・・・ＡＭモードとＣＷ/SSBモードで極端な感度差がある。
・調査・・・ＡＭモードでＩＦＴの同調調整を行うとＣＷ/SSBモードで感度低下。逆に、ＣＷ/SSBモードで調整
を行うとＡＭモードで感度低下する。
・原因・・・ＡＭモード時の平滑用コンデンサC1（A点）がＣＷ/SSBモードではIFT２次側へパラ接続となり、
同調ずれを起こす。
・対策・・・コンデンサC1を下図A点からB点へ変更する。
Ｃ１の働きを分かり易くするため下図に示します。簡略化のため、図中、スイッチS3およびリレー接点ｒｌ１は省いています。右図の「SSBモード」に対策のC1変更箇所も示しました。
Ｃ１の働き
・現象 ： シャーという真空管特有の雑音の高域成分が耳障り。
・対策 ： 6AV6増幅の前段にLPFを設けるのが良いが、今回は簡易対処としてVR１の両端へ0.01μFを仮付け。
ＲＦ，ＩＦ、ＡＦは、一つのプリント板上に実装・配線し、シャーシ上にスペーサで固定しています。プリント板には両面生基板を使用しています。上部は全面アース、下部は銅箔を削ってランドを作り、部品を実装、配線しています。
上部はシャーシの雰囲気を出すためアルミ箔を貼り付け、縁はＬアングル板をねじ止めしています。
 真空管部(RF,IF,AF) |
 アルミ箔で化粧 |
LO部、ＤＰ部のＤＤＳ ＣＯＮＴ、ＤＤＳ ＶＦＯ、ＶＦＯ ＡＭＰ、ＤＩＡＬ ＣＯＮＴはそれぞれ個別のプリント板です。これらは、真空管回路のＲＦ部、ＡＦ部への回路ノイズ影響を少なくするため、一つのアルミケースへ収容し、シャーシ下部に収容しています。
PSはトランスとアルミ電解コンをシャーシ上の前から見て左の奥へ実装しています。この配置もケース蓋を開けて覗いた時の雰囲気を考慮して決めています。
 ＬＯ部 |
 ＰＳ部シャーシ上配置 |
真空管式のため、電源を入れてからしばらくして音が聞こえるまでの待ち時間がなんとも云えません。コーヒーを飲みながら、ダイヤルつまみをゆっくり廻してＳＳＢやＣＷ音をチューニングする。正に至福の時です。ＡＦの高域をカットしたり、プロダクト検波のＢＦＯ周波数を調整して自分好みの音にしているためか、耳に優しくまろやかに聞こえます。楽しみにしていたBFO注入式のSSB、CWは、音についてはプロダクト検波と遜色なく、又、つまみを廻しての復調は非常に楽にできました。9R-42Jによる復調の大変さと比べると嘘のようです。回路がおかしいのかとプロダクト検波用の12AU7を抜いて確認した程です。但し、AGCをカットしていることもあり、強いレベルの信号に対しては流石にプロダクト検波に軍配が上がります。
感度は７MHｚにおいて最小10ｄBμ(EMF)入力のキャリアをスピーカで聞くことができます。選択度はＩＦＴ(T-21)だけでは不足で、７Ｍではきついですが、それでも７．１Ｍ以上なら空いているためそれほど気にはなりません。ＶＦＯにＤＤＳを採用していますので、安定度はまったく問題ありません。内部雑音については、６ＥＡ８採用の効果を比較できる環境がないため分かりませんでした。
ダイヤルつまみは軽すぎてつまらない感じがします。これが、ＴＳ－５２０等の減速ギア付きＶＦＯと同様の感触なら最高なのですが。ロータリーエンコーダ採用時の感触改善が今後の課題です。
初めて製作した通信型受信機のためか、出来上がりに非常に満足しています。
デジタル部設計構想から部品集め、試作・実験、開発言語や設計ツール操作習得等に時間がかかり、製作途中で還暦を過ぎてしまいました。
今後は半導体で製作する予定ですが、オーディオ部については真空管特有の柔らかい音にしたいので、まだ未経験のＮＦＢや三結を６ＢＭ８で実験してみたいものです。
