超古い機械 を少し学んだのであった

大先輩の矢花さんありがとうございました のである
この受信機の正式な名前は、「九九式飛五號受信機」だそうである
九九式といえば当時は皇紀で数えていたので、1939年(昭和14年)である。
年式の名称は設計制定された年とのことなので、設計制定が昭和14年と言うことなのだろう

私事であるが亡き父が大正14年生まれなので、父が現在の中学生の頃に設計制定された機械ということである
戦前の事柄については、その世代の方々のお話をお聞きするか、書物を読むしか私には知る手段は無い
私の出身地では、いわゆる電灯線は大正時代には通っており電灯は使えたらしい
けれど、ラジオは旧家などの一部しか所有しておらず、電話なぞ有る所は役場と大会社位であったらしい

その時代での無線通信であるので、一般人からすると全く雲の上の話であったのだろう
そうした中で、戦略技術として主要国は無線技術の向上に取り組んでいたことが、記事を見て勉強出来たのである

今回、私も初めて知ったのがUt6F7真空管である RCA製の球を国内でライセンス生産してそうであるが、陸軍の受信機ではいわゆる標準球となっていたのも今回知ることが出来た
海軍では受信機によって使用している球が異なる
どちらが良いかは私には解らないが、もし当時の動作する球が入手出来たら一度はそれを使ってみたいとは思う

当時は真空管自体とても高価なモノであったので、一般人がおいそれと弄って遊ぶものでは無かったのであろう(当時のお大尽は除く)
しかし、時間の流れとともにその高価だった真空管も第一線を殆ど退き趣味として扱えるモノとなった

そう言えば私が小学生の高学年の頃、初歩のラジオの広告で小学生にもアマチュア無線技士の資格が簡単に取れるとの広告で、親に泣きついて通信教育を(受講では無い)買ってもらった
少年が心踊らせていた所に到着した教科書は、本当に教科書であったのである
3冊セットで、基礎・無線工学・法規なのであったが、工学の増幅回路の解説は真空管で解説してあった
んなモン小学生に解る訳ない(少なくても私には)、結局従免取得は中学生の終わりだったような気がする
今回の記事でもう一度、初心に帰って真空管の勉強をしてみる良い機会かと思ってしまったのである

IMGP5896

<私の家にある数少ない真空管たち 6JS6A(右) 6AR5(左) 下は昔愛用した計算尺 思いっきりアナログである>

但し戦前や戦中の希少な真空管は文化遺産であり、次世代に繋ぐモノと思うのである
私みたいなビギナーは、比較的数の多いMT管あたりで遊ぶのが無難そうである

私自身、多感な頃であった1970年代のモノに興味を惹かれるのであるが、亡き父が多感だった頃の技術にも興味を惹かれるきっかけとなった、大先輩の矢花氏には感謝したいのである

飛5号受信機 の心臓 Ut6F7

§3 Ut6F7真空管について

飛5受信機は3極5極のUt6F7で全ての真空管が構成されています。
Ut6F7は、RCAより1933年に発売されています。
(JA1AYZ有坂英雄氏・真空管談義より)
今回参照の規格表は私の手元にあるRCA-RC13,1937年版です。
なお、Ut6F7の日本での生産開始時期は資料が無く不明ですが、以下の推測をしています

JA1AYZさんの本の中にも1934年(昭和9年)にUt6A7・Ut6B7はあるのですが、Ut6F7だけが見当たらないのです。
しかし、1938年(昭和13年)にメタル管のUS6F7Aが発表されていますので、その時にはすでにあったのではないかと考えられます。
JA1FC(藤室さん)の真空管半代記東京文献センターによりますと、6C6・6D6と同じ時に価格表に載っていた様子ですので1935年(昭和10年)頃には日本で生産していたと考えられます。
Ut6F7の用途はRCAの規格表にもあるように、周波数変換を主な用途として設計されたと考えられます
しかし、米国でも家庭用のラジオへの使用は少なかったと思います。

なお、Utとは日本独特の呼び名で米国ではスモール7ピンと言います。名称は6F7です。
RCAの1937年の真空管規格表RC-13のリンクを入れておきますので、参照して下さい。
このgmの低い真空管でもコイルのQによって10MHzくらいまでは十分実用になったと考えています
米国では自動車用(シボレー)のカーラジオで使用例があり、5極部は高周波増幅、3極部は低周波増幅になっておりました。
IFTが175KHzですので、かなり古いタイプと思わります。
RCAでもIFと検波に使っていた4球の台所用ラジオの回路がありました。
しかし使用例はほんのわずかで、米国においては周波数変換には専用管 6A7や6A8・6L7 などを使った例が殆どを占めています。
ARRLのハンドブック1936年版に進歩した2球受信機(6F7+41)の製作が発表されています。

6F7はコリンズのKWM2に使っているような6AZ8などとは違い、カソードが共通です。
我々の世代ですと6AV6や6ZDH3Aなどと構造が同じです。
高周波増幅は2段です。当時の米国受信機もBC-342BC-348BC779HRO等々ほとんどの受信機は高周波2段増幅の構成となっています
各周波数での感度特性は下記資料をご参照下さい。

09_飛五号受信機_3500KHzA3受信時の感度特性データ

<3.5MHzでの感度実測データ>

10_飛五号受信機_4600KHzA3受信時の感度特性データ

<4.6MHzでの感度実測データ>

11_飛五号受信機_7100KHzA3受信時の感度特性データ

<7.1MHzでの感度実測データ>

12_飛五号受信機_9600KHzA3受信時の感度特性データ

<9.8MHzでの感度実測データ>

続く…

真空管 から トランジスタとIC化 そしてSDRのことをちょっぴり

増幅素子のミニ変遷である

この4つの部品は皆、増幅素子なのである
そもそも増幅素子とは、元の信号をより大きな信号や電力に変換する部品である

IMGP5786

写真の一番左は一般的な信号増幅用真空管である
真空管は、グリッドに加えられた入力電圧の変化が、プレートとカソード間の電気抵抗の変化となる
一般的にはプレートには200V位の電圧が印加されているので、グリッドに加えられた入力電圧の変化がプレート電圧の変化となり、増幅度は大きい
プレートへの印加電圧は高いが、電力増幅管以外では電流はあまり流せない

写真の左から2番目はゲルマニュウムトランジスタである
このタイプのトランジスタは、ゲルマニュウムを使用している初期の頃のトランジスタである
今のシリコントランジスタとは材料も作り方も価格も大きく異る
トランジスタは、ベースとエミッタ間の入力電流の変化が、コレクタとエミッタ間の電気抵抗の変化となる
ゲルマニュウムトランジスタはベースとエミッタ間の電流が流れ始める電圧値が約0.2Vと低い
従って、単純に現在のシリコントランジスタへの置き換えは簡単には出来ないことが多い

写真の左から3番目はシリコントランジスタである
このタイプのトランジタは非常にポピュラーなものである
材料の高純度なシリコンも安く量産され、技術の進歩で高い周波数まで対応が出来る
入力信号から出力信号の取り出し方は、ゲルマニュウムダイオードと同じである
但し、シリコントランジスタはベースとエミッタ間の電流が流れ始める電圧値が約0.6Vが標準的である
電力増幅用のトランジスタは、コレクタとエミッタ間の電流が多く流せる

一番右は電界効果トランジスタ(FET)である
この電界効果トランジタはゲートに加えられた入力電圧の変化が、ソースとドレイン間の電気抵抗の変化となる
一般的なトランジスタは入力は電流値なのに対して、電界効果トランジタは電圧値である
そのことは、真空管と同じく入力のインピーダンスを高く取れるため、高周波信号増幅によく用いられる

現在ではシリコンを材料としたIC化が進み、最近ではデジタル回路の高速化が著しくなりDSP(ディジタル信号処理)搭載のチップも多い
DSPでアナログで処理をしていた帯域フィルターや検波などがチップ内で処理が可能となっている
チップ内部のソフトウェアを書き換えると色々なフィルターや復調処理が可能であり、そのチップを使用した受信機をSDRと呼んだりしている
しかし、DSPのプログラミングは一般人には難しくチップの種類毎での互換性は殆どない、よく言われることにソフトを入替えて色々な受信機が出来るというのは嘘ではない、しかし一般人は神様が作ってくれるかも知れないソフトウェアのリリースを待つしかない (神様はアマチュアが好みそうなSSBとかよりも、需要が桁違いに多い携帯電話などのデジタル処理に興味がありそうであるし、神様も大変忙しそうである)

メーカの開発者であれば、部品点数が大幅に減らせるDSPを使ったSDRのアドバンテージは高いのであるが
量産をすることがない、一般人はディスクリート部品で遊んでいた方が自由度は高いと思う(2015現在)のである