昔の4pinマイクアダプタを作ってみる

本当に今更ながら、昔の4pin仕様のマイク変換アダプタを作ってみた
私の所にある1970年代の機械たちは、八重洲製が2台とその他2台であり、すべて4pinのマイク端子は八重洲仕様に統一してある

先日、件のTS-700GⅡが到着したのであるが、昔のTRIOの機械で使えるマイクが無いのであった
送信調整ではマイク端子にワニ口クリップで、発振器から信号を入力して計測していたが、実際の声を入力する手段が無い

1970年代の頃は4pinマイクが主流であり、モービル機までが4pinのマイク端子を備えていたのである
只、この頃は無線機自体のマイク入力のインピーダンスが従来の50KΩから600Ωに切り替わる頃だったので、マイク自体の出力インピーダンスが50KΩと600Ωの切替え式も多く存在した

まぁ冷静に考えて見ると、マイクの物理的な形状は全く同じなのに、動作しないのは複雑なことであった
我が家でも、同じ八重洲製なのに、FT-101Eは50KΩのマイク・FT-101Zは600Ωのマイクである

で、件のTS-700GⅡは600Ωのマイクなので、FT-101Zで使っているマイクと共用出来そうである

けれど、いちいちマイクコネクタのハンダ付けを変更するは、面倒極まりない
そこで、本当に今更ながらYASEUとTRIOの4pinマイクのアダプタをでっち上げてみた

マイクコネクタ
<YAESU と TRIO マイク端子比較>

図を見ていると、単に右に90度回転させると、端子が一致することに気付いたのである
この手のアダプタに手間を掛けたくないのと、シールド付きの4芯線の手持ちがないので
メスコネクタとオスコネクタを90度回転させてハンダ付けして、でっち上げたの下記の写真
メスコネクタの金属部をマイクのグランドに接続している

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<昔の機械用 YAESU→TRIO マイク変換アダプタ>

とりあえず問題無くは動作している

その後マイクの高機能化(UP-DOWN等)により、マイクコネクタの端子数は増えて専用化が進む
近年ではコンピュータ用RJ-45モジュラー端子となっている
いずれにしても、専用マイク以外はそのまま使えないことが多いのである
(アダプタも販売されているが....)

たかがマイク、されどマイクである 21世紀になってもやっぱり変わっていないと思うのであった

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

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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

 

20MHz水晶発振器 SG-636 の出力インピーダンス

SG-636-20MHz  @30円の水晶発振器なのである 

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<秋月電子 表面実装型 クリスタルオシレータ SG-636-20MHz (10個入>

昔、個人が個別に購入する水晶発振器が単価30円で買える世の中になるなんて、夢にも思わなかった
表面実装タイプで10個セットであるがとてもリーズナブルである

何気に部品箱の中を覗いたら5個ほど転がっていたので、ちょっとした妄想を抱いてみたのである
いけない妄想ではないが、27MHz-20MHz=7MHzでこれを使えば、簡単に27MHz帯から7MHz帯へのコンバータが出来そうである
今時なので、27MHz帯なんて直接受信出来るだろ! と突っ込まれそうではある
しかしながら恐るべき27MHz帯である 出ている方々の帯域が広めなので、私が所有しているアマ機では帯域が狭すぎて明瞭度が良くないのであった

そこで、DRAKE R-4Aを活用したら具合が良い筈(AMで受信バンド幅が変えられる)であるのだが、専用に水晶を作成してもらう必要がある
水晶のオーダも興味があるのだが、ここに20MHzの発振器があるならコンバータで良いじゃんと言う妄想にとりつかれたのである

で、下調べなのである
方形波発振のデジタル用発振器をコンバータに使用した場合、高調波の処理をしないと大変そうである
有り体に言うとLPFで高調波をカットすれば良いのであるが、LPFを検討するために出力インピーダンスを測ってみるのである

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<負荷にVRをつないで、電圧が半分ななる抵抗値がおおよその出力インピーダンス値 簡単なインピーダンスチェッカは便利である>
インピーダンスの計測も単純である、負荷に抵抗を接続し無負荷時との電圧が1/2になった抵抗値がおおよその出力インピーダンスである

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<無負荷時の出力波形 約5Vである>

 

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<負荷抵抗60Ωの出力波形 約2.5V 出力インピーダンスは大体60Ω位か>
出力インピーダンスは大体60Ω位である、安価な27MHz→7MHzコンバータも、少し現実味を帯びて来たかも知れないのである

 

LA-1600 は遊べるのである 20世紀の置き土産

LA-1600

三洋電機の製品でAMラジオ用ICである
3Vの電源で動作し、少ない外付け部品でスーパラジオのAF出力まで一個のICで実現出来る
これに、東芝のTA7386をAFアンプして使用すれば、3Vの単一電源でAMラジオが簡単に出来る

注)LA-1600及びTA7368は生産終了品 流通在庫は有るみたいなので2015年現在では入手可能

LA-1600は内部に、RF増幅・局発・混合・IF増幅・検波・AGC制御が内蔵されている

LA-1600等価回路

<データシートの等価回路参照>

アンテナコイル・局発の発振コイル・IFT・セラミックフィルターを接続するだけでラジオが完成するのである

pin概要は以下の通りである <詳細はデータシートを参照>
・1pinと2pinに受信する信号を入力 <アンテナとの整合と同調回路を接続する>
・3pin LCの組合せにより局部発振をする <他の水晶発振回路等の発振周波数の入力可>
・4pin混合後のIF出力でありIFTが接続される
・5pinグランド
・6pin AGC出力 <Cの値を変更するとAGC特性が変えられる 又この電圧を検知するとSメータになる>
・7pin IF入力 IFTの通過後のIF入力 <選択度を高めるにはIFTの後にセラミックフィルタを接続する>
・8pin 電源
・9pin AF出力

 

LA-1600AMラジオ
データシートのAMラジオ回路例

LA-1600SW

データシートのSWラジオ回路例

このICは短波帯まで使用可能であり25MHzまではデータが記載されており、受信機として利用価値は高いと思う 更にBFO回路等を付加すればSSBやCWを受信して楽しめる

以前に、このICを使って7.195MHz1波の受信機を作成したのである
付加部品は以下の通り

・アンテナコイルには、1Kボビンで7.2MHzのコイルを作成
(7MHzのFCZコイル等でも使えると思う)
・7.650MHzの水晶で発振回路を作成しその出力を3pinへ
(発振コイルは1Kボビンで手巻き 7MHzだと2SC1815でOK)
・IFTは455KHz用の黄色
・セラミックフィルタ (IFT1段だと選択度が低いため、アマチュア無線では使えない)
・TA7368の低周波数アンプ

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7.195MHz AM受信機の基板

残念ながらフリーハンドで作成したので回路図は残っていない m(__)m
まさかブログを書くなんて当時思いもよらなかったのである

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...)

 

SWR計 の動作チェック用 75Ω,100Ω,150Ω ダミーロード

SWR計の動作チェッカー

SWRを測るのには色々と方法があるが、やっぱり市販で売られているSWR計は安くて便利である
私の場合はアンテナがとてもプアなので、電波を出す際にはSWR計で都度確認している

この便利なSWR計であるが、時に誤差が気になることがあるのである
誤差とは言っても、SWRのコンマ以下の値とか1付近の値ではない
1.5とか2とか前後の値である

SWR計のアンテナ端子に、50Ωのダミーロードを接続して送信すると、値は1前後になる筈である
75Ωのダミーロードを接続して送信すると、値は1.5前後になる筈である
100Ωのダミーロードを接続して送信すると、値は2.0前後になる筈である

で、確認用に作ったチェッカーが以下の写真である

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単にピンプラグに抵抗を付けただけのモノである
1W位の電力で、偶にSWR計をチェックしてみるのであるが概ね良好である

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老婆心ながら、市販で売られているSWR計のSWR値は目安と考えるべきある
1.5以下なら ‘良’ と判断するが吉であろう

ちなみに VSWR 1.5 =リターンロス=13.98dB 電力反射係数 0.039
VSWR 1.4 =リターンロス=15.56dB 電力反射係数 0.027
VSWR 1.3 =リターンロス=17.69dB 電力反射係数 0.017
VSWR 1.2 =リターンロス=20.83dB 電力反射係数 0.008
VSWR 1.1 =リターンロス=26.44dB 電力反射係数 0.002

この辺になると誤差の範囲だと考えてしまうのである

なお厳密なSWRの計測は相応の測定器が必要である

 

送信出力と測定器の直接接続は厳禁 要 CMカップラ

送信機は固定機で10W-200W程度(一部の高級機で400W)の出力がある

10Wでもハンダ付けが十分に出来る電力である、400Wあれば寒冷地でもコタツで暖が取れる電力である

反面、測定器の入力信号は極めて敏感であり、たとえ10Wでも送信出力を加えたら殆ど壊れると思われる

送信出力をそのまま測定器に接続するのは厳禁である (出力計等は除く)

送信時の周波数などを計測する場合は計測器の許容入力範囲まで、出力を減衰させるか、出力の一部を取り出す等の手段で、計測器側に合わせる必要がある

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写真のCMカップラーは比較的電力の高い出力から、-20dBの電力取り出すものである
例えば100Wの送信出力から、このCMカップラで1Wの出力を取り出す事が出来る

<数年前に大先輩の矢花氏からケースを頂いたので作ってみた 2MHz-350MHzまでフラットな特性で十分に使えるものが出来た>

内部写真を見ると、巻線を巻いたフェライトコアに同軸ケーブルを通した単純な構造ではある

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送信機の出力を何らかの測定をする際には、とても便利なアダプタである

高周波を測定するのであれば是非揃えるべきアイテムである

ほかの自作例はこちら

 

高周波測定器の入力耐圧は大体MAXで1W程度で、実際の入力は1mW以下である

私の場合は、5W耐圧の-20dbアッテネータをこの後に接続する事で、取り出す電力量は-40dBとしている

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<5W耐圧の-20dbアッテネータ >

 

-40dBは1万分の1なので、100Wから10mWの電力となる
スペクトルアナライザ等を使う場合は、更に可変アッテネータで0.1mW程度の電力に減衰させて使用する
高周波信号の計測は奥深いのであるが、アマチュアと言えど入力許容電力を超えてはならない

 

グリッドディップメータ DELICA HAMBAND DIP METER

以前に、ディップメータのことを簡単に記載したのであるが、もう少し詳細な内容を記載する

このディップメータは、矢花氏が友人の遺品整理の時に発掘したものを、私が無理矢理、譲ってもらったものである

メーカは三田無線/DELICA製で、製造は1965年位であろうか

測定範囲は、A-Eまで5個のコイルで以下の通りである

A 52MHz-150MHz     B 20MHz-58MHz    C 8.3MHz-24MHz

D 3.1MHz-8.8MHz     E 1.3MHz-3.5MHz

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(コイルAとコイルEは残念ながら欠品だったため、自分で巻いたものである)

スケールの詳細はコイル毎にスケーリングされており、比較的見やすい

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(コイルEのスケーリングは自分で行ったものである、もしかして、当初コイルEはオプションだったのかもしれない)

 

メータは入手時には不動だったので、矢花氏のご好意で手持ちのメータに換装してある

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側面は以下の写真の通りで、OFF-ON-MOD切替と発振出力調整そしてPHONE端子となっている

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回路は以下の通りである

DIPMETER回路図

グリッドディップ・メーターの使い方

万能測定器グリッドディップ・メーターの徹底的活用法

茨木 悟氏 より引用

グリッドディップメータの応用は幅広い

是非、三田無線の創始者である茨木 悟氏の徹底活用法をご覧頂きたいと思う

所謂、枯れた技術ではあろう、しかしその理論と原理原則は今でも大切なことである

文化遺産でもあり、現役の測定器でもあるこのディップメータは今後も大切に使い続けたい

 

 

 

 

7.195MHz専用受信機

以前、私の大先輩である矢花氏から、セラミックフィルター(muRata CFL455H)を頂戴した
このフィルターはとても良いスカート特性なので、これを使って受信機を作ってみたら
とご進言を頂き、暫く経ってから検討を開始した
大先輩の矢花氏は真空管使いの大権威であるが、私はヒヨッコなので安易にICで構成を考えてみた
SANYOのLA-1600とTOSHIBA TA7368を使えば簡単に出来そうなので、2個のICで7.195MHzのAM専用機と言うことで、設計を開始した。

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(作成してみた7.195MHz AM専用受信機の基板)

局発は7.195MHzに455KHzを足した7.650MHzの水晶発振子とし、前段同調は10Kボビンに7.2MHzで同調点とするコイルを巻いたものである
この辺までは順調だったのであるが、どうしてかIF出力が出てこない...
LA-1600のデータシートとずっと睨メッコをするが、やっぱりダメである

で、比較用のLA-1600評価回路があれば確認は楽なのであるが、家の中にそんなものは転がっている訳が無い
ではと言うことで、データシートに掲載されているものに近い、中波ラジオを別に組んでみる事にした

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(LA-1600 評価ラジオ)

取敢えず組んで電源を入れると音は出る、局発周波数を測定するとほぼ正しい周波数である
単一調整を済ませると当然ラジオとして動作するのであった
(ラジオを作るなんて何10年ぶりだろうか)

で、動作中のLA-1600について各PINの状態を調べる
あっ.... AGCが すぐに気づきがあった
6PINのAGC端子の使い方に、思わぬ勘違いがあったのである、やっぱりこの辺は経験値がモノを言うのであろう、私はまたまた経験不足である。

7,195MHz単波受信機のAGC回路を修正して、テスト信号を入れてみると動作OKである
単波受信機は同調点は1点のみであり、局発は水晶発振子、中間波は6KHz帯域セラミックフィルタを入れているので、調整はとても簡単である。

昔のパソコン用スピーカケースに入れて、制作終了である
非常に簡単な構成であるが、感度も違和感は無く、選択度AM受信機として十分に使える
いずれにせよ、制作する時は使うデバイスについて十分な評価が必要である事を再認識した

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(ケースに入れた、7.195MHz専用受信機)