JR8DAG-6DSB2012 - 回路設計の考え方 -

6m QRP DSBトランシーバ(JR8DAG-6DSB2012) - 回路設計の考え方 -

JR8DAG-6DSB2012の回路図

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　【本作品を製作するにあたっての考え方】
　本作品はSSB局と交信ができる6m QRP DSBトランシーバーの標準的な回路を確立するを目標とし、製作にあたっての考え方を以下のとおり定めました。

(1)回路は動作の安定性を最重視し、流れがわかりやすいものとする。
(2)周波数はEsの交信が楽しめる50MHzとするが、他の周波数にも応用可能なものとする。
(3)送信出力はEsでの交信が可能で、かつQRP運用が楽しめる100mW以上とする。
(4)受信は交信が可能な性能（感度、選択度、周波数安定度等）を確保しつつ、流れのわかりやすい回路とする。
(5)送受信周波数は可変とし、送受信周波数をダイヤル1つで決められるトランシーブ操作とする。
(6)回路変更や予期せぬトラブルに対処するために、メンテナンスが行いやすい構造とする。

　【回路の概要】
　受信部は高周波増幅1段、低周波増幅2段の平衡検波にダイオードSBM（シングルバランスミキサー）を使用したダイレクトコンバージョン方式です。送信部は受信と共用しているダイオードSBMを使用した平衡変調で、終段に2SC2053を使用し、送信出力は100mWです。周波数可変は可変水晶発振（VXO）を送受共用で使用しています。

（受信部）
　受信部は必要な感度を得られる中でもっとも簡単な回路であるダイレクトコンバージョン方式としました。
　高周波増幅は簡単な回路で高感度が得られる2SK241を使用しました。ソースの抵抗でドレインに流れる電流をコントロールして動作の安定化を図っています。AMZコイルの１次側の真ん中のピンが中点ではないので、電源は端のピンに接続しています。出力にあるダイオードは送受切換のためのものです。平衡検波はダイオードSBMを使用しました。このダイオードSBMは送信と送信で共用していますが、ICによるDBMに比べて良好なサプレッションが得られます。検波した信号は22mHと1.5μＦの約1kHzの並列共振回路(BPF)で帯域を制限されて低周波増幅に信号を送ります。平衡変調・復調回路とBPFは送受共用で、送受切換の高周波部分はスイッチングダイオード、低周波部分はリレーで行っています。
　低周波増幅は2SC1815を使った一般的な回路ですが、出力に2本のダイオードを逆接続にして、出力のレベルを少しでも一定にするAGCのような効果を狙いました。低周波電力増幅は部品の入手や動作の安定性などから、すでに定番となっているLM386N(NJM386BD)を使用しました。1番ピンに100μFと22オームを直列に接続し、約60dBほどの利得を得ています。
（送信部）
　送信部は低周波増幅、平衡変調、高周波増幅、電力増幅の流れで出力100mWです。
　低周波増幅は2SC1815を使用した一般的な回路ですが、受信の低周波増幅と同じように2本のダイオードを逆接続にして、出力のレベルを少しでも一定にするマイクコンプレッサのような効果を狙いました。出力はリレーを経由後、受信と共用している約1kHzのBPFを通して帯域を制限します。平衡変調は受信と共用しているダイオードを使用したSBMで搬送波を抑圧してDSB波を得ています。DSB波は2SC1906の高周波増幅、終段2SC2053の電力増幅で出力100mWを得ています。高周波増幅、電力増幅ともに高い周波数(約150MHz)で使用できるトランジスタを選定し、少ない段数で出力が得られるようにしました。終段の出力にはフェライトトロイダルコアを使用した広帯域増幅として無調整化を図りました。終段を無調整化したことから、スプリアスを抑制するためのフィルタは調整ができるＴ型同調フィルターとしました。
（VXO）
　VXO発振には、受信の高周波増幅と同じ2SK241を使用しました。水晶で基本波を発振し同時に3てい倍を行っています。出力周波数は50.150～50.235MHzで運用可能な周波数となります。周波数の可変はFM用の2連ポリバリコンを使用しました。水晶とコイルにそれぞれ並列に接続している5pFはVXOの可変範囲を大きくするためのものです。VXO発振回路の信号は次段の2SK241で増幅します。出力はインピーダンスマッチングのため3dBのアッテネーターを通してSBMに供給しています。
（その他）
　電源は単4ニッケル水素電池8本を採用したことから、電圧はDC10Vを標準としました。
　製作は大きさを小さくしにくい代わりに回路変更には柔軟に対応しやすいFCZ基板を多用した表面実装を採用しました。回路は市販されている150mm×100mmの生基板にすべて実装することが可能です。
　ケースは100円ショップダイソーで販売していた内部の見える透明なトランク型のプラスチックケースが使い勝手が良さそうでしたので採用しました。大きさは190mm×150mm×70mmで、部品を実装した150mm×100mmの基板や単4ニッケル水素電池8本分の電池ケースがきちんと収まります。
　パネルの文字は、作成の容易さとさまざまな字体が作成可能なNAMELANDテープを使用しました。また、インクジェットプリンタ用のシール用紙に印刷したホームページのロゴを貼り付けました。
　送受切換は、電源切替はトランジスタ、アンテナとSBMの低周波部分の切換はリレー、SBMの高周波部分の切換はスイッチングダイオードを採用しました。消費電力とスペースの関係からリレーですべてを切り換える回路は採用しませんでした。