アナログ ストレージ オシロスコープ

懐かしき アナログストレージオシロスコープ

知る人ぞ知る、懐かしきストレージオシロスコープなのである
それも天下の Tektronix 様である

多分これも、1970年代モノかと思われるのである (詳細は不明)

そもそもストレージオシロスコープとは、ブラウン管の蛍光塗料面に波形を記憶させてしまう力技の持ち主である
当時は単なるオシロスコープ自体でも高価だったのに、ポータブル型で更にストレージオシロである
とても、高価だったものに違いないのである

私がまだ若人だった頃、鬼みたいな先輩たちにオシロスコープの使い方を叩きこまれたのであった このオシロスコープではなく“シンクロスコープ”でしごかれたのある
(本当に設定等々を間違うと本気で小突かれた….)
当時は管面リードアウトなんて便利なものは存在しないのである
スケールの読み方、プローブの対比確認そして設定面ではVOL-DEVのVERが回っていたりしたら偉い剣幕で怒られた
“てめぇ.. カス!!  何測るつもりだぁ 基本出来ない奴には触らせん“ って感じなのである
まぁ、先輩方々の愛情でオシロスコープの使い方を優しく覚えられたのであった

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<2現象の通常の表示>

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<操作バネルは横にある>

とは言え、ストレージオシロスコープで波形を”管面”に記憶させるためには、トリガのかけ方やら色々と悩んだものである
最近のデジタルオシロなら、巨大なメモリにデータを残せるのであるが、管面”に記憶なのでその瞬間がすべてである
諸先輩方の愛で(しつこい..)トリガのかけ方を教わったのであるが、今となっても重要な経験である

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<ブラウン管に波形を記憶させた所、プローブを外しても波形はそのままである >

デシタルオシロで膨大なメモリも良いのだが、やっぱりトリガの工夫に勝るものは無いと思う
(デジタル回路のデバックならばデジタルオシロにかなわないし、FFT変換はこの上なく便利である デジタルオシロを買えない負け惜しみである)

とまぁそんな事を思い出せてくれる、往年のアナログのストレージオシロスコープなのである
ちなみにこのオシロスコープは最大周波数500KHzであり、500KHz付近では電圧値が250KHz付近の半分近くになってしまう
昔、諸先輩の方々に愛で仕込まれた言葉を思い出すのである
「最大周波数付近の電圧値は信用出来ない,電圧値がマトモなのは最大周波数値の半分以下」

確かにそうだったのであった

諸先輩の方々、沢山の愛をありがとうございました

 

FT-101 の周波数構成について

FT-101 は取扱説明書に、動作原理の詳細が記載されている
当時は、趣味と言えども無線機の購入者を技術者として考えていたのかも知れないのである
この取扱説明書の動作説明について、受信系統の勝手な補足をしたいのである

取敢えず、FT-101の受信ブロック図を作成してみたのである
(もし間違い等があればご連絡下さい)

FT-101_recv_blck

<図をクリックすると拡大>

 

受信信号は高周波増幅を行った後に、第一局部発振の信号と混合される
例えば 7.100MHzを受信する場合は以下の通りとなる

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第1局部発振周波数=13.020MHz 受信信号は7.100MHz
混合後の第1中間周波数 = 13.020MHz – 7.100MHz  =  5.920MHz

注意すべきはFT-101の初段中間周波数は6.020MHz~5.520MHzへ500KHzの帯域全体が変換される事である
すなわち7MHz帯を受信している場合は、7.000MHz~7.500MHzまでの帯域全体が6.020MHz~5.520MHzに変換される
変換後の周波数は局部発振周波数と受信周波数の差分であるため、受信周波数が7.000MHzの場合6.020MHzとなり、7.500MHzの場合5.520MHzとなり、帯域のスペクラムは反転する

局部発振の周波数は、バンド切替えによって水晶発振子が切り替わるのである
(発振周波数は図を参照)

VFOの発振周波数は9.200MHzから8.700MHzである
初段中間周波数の帯域スペクラムが反転しているので、VFOの周波数も9.200MHzが最小値0KHz(500KHz)であり、8.700MHzが最大値500KHz(1000KHz)となる

FT-101の場合3.180MHzが第2中間周波数として設定されている
従って、第2混合回路で、初段中間周波数6.020MHz~5.520MHz (500KHzの帯域)からVFOの発振周波数の差分が3.180MHzとなる周波数で同調される
受信周波数が7.100MHzの場合、5.920MHzに変換されているのでVFOの発振周波数は9.100MHzで同調する
混合後の第2中間周波数 = 9.100MHz  –  5.920MHz  =  3.120MHz

VFOの発振周波数は最小点から100KHzのポイントになり、最小点9.200MHzから0.1MHzを引いて9.1000MHzとなる
FT-101の選局は、第2局部発振のVFO発振周波数の変化で行っているのである

第2中間周波数3.120MHzに変換された信号は、中間波増幅を経て水晶フィルタで帯域幅を2.4KHzとする
フィルタの帯域はモードによって選択される
更に、中間波増幅を経て検波する

FT-101のSSBの検波は、リング検波器を使ったプロダクト検波である
キャリア信号の3.815KHz又は3.785KHzと第2中間周波数の周波数差分が音声として復調される

以上が、ざっくりとしたFT-101の受信信号の流れである

件の周波数カウンタでの、デジタル直読を行うためのオフセット周波数の根拠は上記の内容から求められるるのである
7MHz帯のオフセット設定周波数は局部発振周波数と第2中間周波数(第2混合で選局を行うため)の和となり
周波数表示値は以下の式である

オフセット周波数(13.020MHz+3.180MHz)-VFO発振周波数(例は9.100MHz) = 7.100MHz

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ちょっとした頭の体操ではある

R-4A の Preselectorと μ( ミュー )同調

R-4シリーズのPreselectorは非常に切れが良いとと思うのである
フロントパネルのプリセレクタノブは、ギアでμ( ミュー )同調コアを連動で制御している
そのコアの連動コイルは以下の通りである
・高周波入力段のアンテナコイル T1
・高周波出力段のRFコイル T2
・VFOと各バンド水晶発振のプリミックスのカップリングコイル T3,T4

この4つの同調回路が連動してしている、プリミックス機能である

4つのコイルのコアを精密に同期させることで、DRAKE R-4シリーズのプリセレクタは素晴らしい切れを持っている
FT-101で言うところの”ギロチン”である (FT-101は送受信含めて3連であり、ここまでの切れは無い)

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μ同調とは、固定コイルの中にコアをストロークさせることで、インダクタンスを変化させる同調方式であり、同調用のキャパシタンスは固定である
通常同調回路はインダクタンスが固定のコイルを使用し、バリコンでキャパシタンスを変化させる

この頃の通信機器は、同調機構がいわゆる戦略的な差別化技術であり、当時の技術の中で選択度・安定度・同調タイアル直線性(直読精度)・操作感覚について競って開発をしたと考えるのである
この辺りの技術がCORINSやDRAKEのマシンが世の中を席巻するベースとなったと思うのである
現在の無線機や受信機は電子機器であるが、この頃の無線機や受信機は精密なマシンだったのである

ちなみにR-4のVFO(PTO)もμ同調である

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(操作感はあんまり良くない、PTOをOHすれば操作感は改善するのであろうか?)

 

 

グリッドディップメータ DELICA HAMBAND DIP METER と 周波数カウンタ

グリッドディップメータの発振周波数を件の周波数カウンタで測ってみた

グリットデッブメータ(GDM)現在は殆ど製造はしていないのであろう
市販されていた頃、周波数カウンタ付きが発売されたときは素晴らしいと思ったのである
発振周波数は、使用しているコイルでスケーリングされているダイアルの目盛をを読むのであるが、ざっくりした周波数しか読み取れない
周波数カウンタ付きであれば、そのままカウンタ値を読むだけなので楽である
その頃は、指を咥えて欲しいと思っていたのであった

 

で、私が現役で使っている、HAM BAND GRID DIP METERを件の周波数カウンタで読めないかと、チャレンジしてみたのである

件の周波数カウンタは高周波数アンプに2SK241と2SC1815を使用しているが、50MHzを超えると感度低下は避けられない
そこで、RF-AMPにICのフラットアンプを使用したスペシャルバージョンを大先輩の矢花氏が作成してくれたのである

そのスペシャルバージョンで、グリットディップメータの発振周波数を測ってみたのである

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測定信号の結合は、グリッドディップメータの発振コイルに数ターンのリード線を絡めるだけである
件の周波数カウンタは内部プリスケーラを1/8,ゲートイタムを0.1Sに設定する

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<ダイアルスケールは約52MHzとなっている (Bバンド)>

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<測定周波数は約51MHz>

*2桁目の小文字の’p’は内蔵プリスケーラを使用していることを表示

 

非常に便利である50MHz帯に使うなら十分に使える
ちなみに、120MHz付近までは計測が出来ているのである
(周波数カウンタのファームウェアで100MHz以上は100MHz単位の表示は出来ないが)
恐るべし、16F88のフリーランカウンタなのである

 

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<ダイアルスケールは約100MHzとなっている (Aバンド 外周部)>

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<測定周波数は約100MHz>

最大測定周波数に挑戦

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<ダイアルスケールは約120MHzとなっている >

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<測定周波数は約118MHz、現在のファームウェアでは100MHzを超えるる周波数の場合は100MHzの桁は表示していない>

 

TRIO TS-520 用 直読周波数カウンタ DG-5

TRIO DG-5

FG-5

 

TS-520シリーズ用、直読周波数カウンタである この周波数カウンタの素晴らしい点はTS-520本体のバンド切替えに連動して周波数表示がされることである
当時としては、画期的な直読周波数カウンタと思う
また、一般の周波数カウンタとして、100KHz~40MHzまで100Hz単位で計測出来る

このカウンタは、TS-520本体のリアパネルから以下の3つ周波数を入力して、現在の送受信周波数を表示する
・HET  TS-520のバンド毎の局部発振周波数
・VFO  発振周波数
・CAR  キャリア発振周波数

表示周波数の計算概要は次の通りである

表示周波数 = HET周波数 –  (VFO周波数 +  CARキャリア周波数)

 

さて、TS-520で件の直読型周波数カウンタは使えるのだろうか?
DG-5の機能である本体の局部発振とキャリア周波数の読取りが出来ないので、本体のバンド切替え連動は出来ない
FT-101と同様に、各バンド毎にオフセットメモリを設定して、切換えることで代用に使えるとは思うのである

TS-520は昔保有していたのであるが、使わないので差し上げたのである
実機があれば実際に動作を試してみたいのであるが、また出物が有れば探してみたい

DG-5は外観も薄型でTS-520の上に置いても違和感の無いデザインである
当時はアナログVFOのデジタル直読が出始めた頃である
とてもカッコ良くて当時は憧れたものである

 

菊水 7314A 直流安定化電源 整備すれば良い電源だと思う

これも古い機械である

私がトランジスタやPIC等でちょっとした実験や試作を行う時に使う電源である
この手の実験だと1.5V程度から13.8V位で大体の用は足りるのではないかと思う
電流も0.5A程度もあれば十分と思うのである

私の場合、どうしても気が緩んだり、思い違い等で実験回路の結線を間違う事はしばしばある
その時に重要なのは、フの字特性の過電流防止機能だと思うのである

使用している菊水の電源は、その昔中古で3千円で手に入れたものである、自分なりに較正を施しており動作確認もしてあるので、現在も現役である
多分これは1960年代後半の製造ではないだろうか? ちょっと前までいろんなメーカの実験室で見かけた機種である

 

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<小容量電源なので、奥行きも短い ディスクトップ電源として具合が良い>

主な機能は以下の通り
出力電圧 0-8V  or  8V-15V レンジ切替式
出力電流 100mA MAX  or  500mA MAX レンジ切替式
過電流防止機能 各電流レンジでMAXを超えると電流・電圧を下げる フの字特性 の保護機能付き
私は殆ど100mA MAXで使用する事が多い

従って、間違ってショートさせてしまっても、被害は最小限に防ぐ事ができる
更に、電源供給を受ける側で、電源に並列に整流用ダイオードを繋げておくと、逆接続の時の被害が少ない
(私は偶に間違って繋ぐことがある 注意力散漫なのである)

電子工作をライフワークとするには、必要不可欠なのは電流制御が出来る安定化電源と思う
最近だとデジタルでCC制御が出来る直流安定化電源が安価で、オークション等に沢山出品されているので、入手も楽であろう

更に、もう一言である
安定化電源は、シリーズ電源とスイッチング電源に二分される
一般的に、スイッチング電源の方が小型軽量であるが、この手の工作をするならシリーズ電源が良いと思う
アナログ回路を弄って遊ぶと、スイッチング電源のノイズで嵌ることがある
(外部ノイズに強い回路を設計するのが本筋ではあるが...)

 

米国海軍 RBM-4 のダイアルメカを使った受信機

米国海軍RBM-4(リンク先はRBM-5)の同調機構を使用した短波受信機

この受信機は、大先輩からの借入品である
ひと目見て、ダイアルエスカッションのカッコよさに惹かれてしまったのである

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この受信機は、米国海軍の艦船向けに戦前に、WESTINGHOUSE社が納入したRBM-4受信機のパーツを使用している

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大先輩の矢花氏が、受信機の心臓部と言える、ダイアル周りをそのまま流用し受信機を制作したものである
(大先輩の矢花氏は偉大である)

元のRBM-4の仕様受信範囲を踏襲し、受信バンドは以下の4バンドとなっている
2MHz~3.6MHz
3.6MHz~6.5MHz
6.5MHz~11.4MHz
11.4MHz~20MHz

ダイアルは、バンド切替えと連動してスケールが切り替わる
バーニアスケールが内周部にあり、同調は合わせやすい
また、精密な全金属製のギア減速機構で、同調のバックラッシュは殆ど感じられないのである

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<3.9MHz付近を受信>

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<3.9MHz付近を受信>

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<精緻なダイアルメカ部>
当時の合衆国の様々な技術の集大成的な機構である
個人的な感想は当時のハイテク技術が量産出来た合衆国の技術蓄積に驚いてしまう、日本なら超優秀な技術者と超一流の職工さんが手作りで一週間に一台程度の生産性になろうかと思う

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さて、この受信機は高周波増幅1段(6BA6)・局発(6AF)・混合(6BN6)・IF2段(6BA6*2)・プロダクト検波(6BN6)・AM検波(12AX7)・BFO(6AU6)・AGC(6BN8)・AF(6AQ5)と豪勢な陣容である
IFは500KHzのシングルスーパで、CORINSのメカフィルターが装備されている

実際に使ってみると特に短波放送をゆっくりと聴のには最適である
SSB、CWについても十分に実用になる

件の直読型周波数カウンタを取り付ければ便利にはなるのであろうが、やっぱり戦前の同調機構がこの機械には似合うのである

 

昔はラジオは貴重品だった 1973年製造か

手持ちのラジオ NATIONAL RF-541 である

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昭和48年位の製造と思われ、現在も完動品である

音質は、6センチスピーカで良く言うとマイルドであり耳にやさしい感じであるが、やっぱり、ポケッタブルラジオとホーブルラジオの中間であり、それなりである

感度は必要十分であり現在でも申し分ない、周囲にインバータ回路等のノイズ元が無ければ十分に実用である

同調ダイアルは糸掛け式でチューニング感覚は普通であり、違和感は無い

(最近の安物ラジオはバリコン直結が多いので、それらとは一線を画す)

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リアバネルに、AMとFMの切替SWがある

 

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裏蓋を開けた所である

電源は006Pの9V電池を使用する

電流を測ってみたが、普通に聞ける音量で電圧8.5Vの時に10mA程度であった 従って当時の006P電池でも連続5時間以上は聞けたと思う 又このラジオはDC入力端子があるのでACアダプタでも使える実用品である

1970年代のラジオらしく、見えるトランジスタは4個は、懐かしきゲルマニュームトランジスタである

オーディオ用トランスも2つ使用している、バーアンテナも容積は大きいのである

AM,FM合わせて9個のIFTで搭載されており、製造時の調整もそれなりに大変だったのであろうと予想する

普通のポータブルラジオであるが当時の価格は8千円位だろうか、1973年の初任給換算を現在に適用すると、8千円 ✕ 2.3倍 = 1万8千円 である

やっぱり昔のラジオは貴重品だったのである

このラジオも当時を伝える文化財である、大切に次の世代に渡したい

 

YAESU FT-101E で周波数カウンタを使ってみる (送信編)

ケースに入れた、直読型周波数カウンタをYAESU FT-101E で送信してみたのである

当然の事ながら、送信前のセレモニーでひと通りのファイナル調整を行う

送信してみると、ある程度の出力で表示周波数が変化してしまうのである

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<7.195MHzで送受信>

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<送信すると7.638MHzと表示される>

この周波数カウンタには、HOLDモードがあるので送信時に、HOLD端子をグランドレベルに落とす事で回避はされるのである

そうは言っても気になるのである

 

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<受信時の FT-101E のVFO出力のスペクトラム 入力は-30dBの外部アッテネショーンしてある>

9.005MHzのVFO周波数と約-40dBで内部IF周波数が乗っている

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<送信時の FT-101E のVFO出力のスペクトラム>

9.005MHzのVFO周波数と、-15dB位で7.195MHzの送信キャリアが乗っている

 

送信時については、周囲の配線の状況で、測定すべき周波数以外の信号がノイズとして乗って来るのであった

本来の解決方法としてはバンドパスフィルターを挿入するのが正攻法であるが、FT-101 の専用機となってしまうので、悩ましい所ではある

送信時にカウンターをHOLDモードにして、表示を固定してする事で、使ってみたいと思っている

(送信時のQRHはモニター出来なくなるが…)

 

 

 

 

YAESU FT-101E で周波数カウンタを使ってみる (受信編)

ケースに入れた、直読型周波数カウンタをYAESU FT-101E で使ってみたのである
FT-101E のリアバネルのVFO 出力端子に、VFOの発振出力が出力されている

FT-101 の送受信周波数計算は少し面倒ではある

ざっくり各バンド毎に表すと以下の通りである

  • 160m   10.7MHz  –  VFO発振周波数  (1.5MHz-2MHz)
  • 80m     12.7MHz  –  VFO発振周波数  (3.5MHz-4MHz)
  • 40m     16.2MHz  –  VFO発振周波数  (7MHz-7.5MHz)
  • 20m     23.2MHz  –  VFO発振周波数  (14MHz-14.5MHz)
  • 15m     30.2MHz  –  VFO発振周波数  (21MHz-21.5MHz)
  • 10m     37.2MHz  –  VFO発振周波数  (28MHz-28.5MHz)

 

ちなみに、VFOの発振周波数は 9.2MHz~8.7MHzであり、VFO発振周波数が9.2MHzの時がダイアル上では一番低いダイアル位置となる

例えば、7.195MHzを送受信する場合は、VFO発振周波数は9.005MHzである

上の表にから、 16.2MHz –  9.005MHz =  7.195MHz  となる

周波数カウンタで7MHzの受信周波数を直読する場合は、オフセット周波数の16.2MHzから測定周波数を減算する事で直読が出来る

この辺りのFT-101の仕組みは別の機会に書きたいと思っているのである

実際に使って見た写真である

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FT-101Eの場合もR-4Aと同様SSBを受信してゼロイン後に

表示周波数が受信周波数と同じになる様にオフセット調整を行う

FT-101E の場合、3.5MHz,7MHz,14MHz,21MHz,28MHzなどをバンドメモリにそれぞれオフセット周波数を登録し、バンド毎にメモリの切替が必要になる

純正品のYC-601でもこの仕様は変わらないのである、従ってYC-601の代わりに使う事は可能ではないかと思うのである

送信については別の問題が有るので次回に..