40m QRP AM トランシーバー(JR8DAG-40AM2013)

2013.05.18 新規作成 / 2014.02.11 更新

 ◎はじめに
 2009年の7MHz帯の周波数拡大をきっかけとして7.195MHzを中心としたAM運用が行われています。今回、その7MHzを自作QRP AMトランシーバーで楽しむために製作したのが本作品です。名称は2013年に製作した40m AMトランシーバーと言うことで、「JR8DAG-40AM2013」としました。

 ◎本作品の主な特徴
(1) 7MHz AMを自作機で楽しむため、全体的にわかりやすいシンプルな回路で構成したトランシーバー。
(2) 周波数可変トランシーブトランシーバーであり7.175〜7.195MHzが運用可能。トランシーブ操作は2つのVXOと2連バリコンを利用して実現。
(3) 受信は中間周波数455KHzのシングルスーパーヘテロダイン方式で、回路を簡略化しつつQRP運用において必要な受信性能を確保。
(4) 送信は終段コレクタ変調を採用し、大きなトランスを使用し、良好な変調を実現。終段にオーディオ用の安価な2SC3421を使用し出力200mW。
(5) 移動運用での使用を考慮し、電源は単4ニッケル水素電池8本を内蔵。
(6) 大きさは190mm×150mm×70mm(突起物のぞく)、重量は単4ニッケル水素電池込みで510(g)。
(7) FCZ基板を多用した表面実装で製作し、プリント基板作成におけるエッチング作業を不要とした。
(8) ケースに加工の容易なプラスチックケースを使用。透明なケースを使用して内部が見えるようにしている。

 ◎本作品の交信実績や使用感など(2014.02.11現在)
 2014年2月現在、1,6,8エリアの7局と交信でき、0.2Wの送信出力で電離層反射による遠距離交信ができることはわかりました。受信は感度はそれなりにありますが、夜間は放送局と思われる近い周波数の強力な電波による混変調や強いノイズの影響を受け、相手局の信号がまともに受信できない状態となりますが、455KHzのセラミックフィルターを2段にしたことと、アッテネーターを入れたことで夜間の受信条件が厳しい状態においてもどうにか使える受信機にはなったようです。また、7.195MHzでSTV札幌放送局の5倍高調波(1,440kHz×5=7,200kHz)と思われる信号が聞こえていましたが、中間周波数のセラミックフィルターの周波数帯域幅が広かったこと(CFU455G,9kHz幅)が原因だったようで、フィルターをKBF455P4A(4kHz幅)を2段接続することで改善された感じです。

 ◎ 部品情報(2014.01.05更新)
・7MHzのAMZコイルは1次側の1-2ピン、2-3ピンの巻き数が異なるので、1次側がバイファイラー巻きになっているサトー電気の7T7(FCZコイル同等品)に変えた方が良いと思います。
・セラミックフィルターのKBF455P4A(4kHz幅)は現在は入手が難しいようです。サトー電気で売られているCFULA455KH1A-B0(6kHz幅)を使用するのがよいかと思います。
・終段の2SC3421は2SC2086に変えると出力が増えます。電源電圧11V(ニッケル水素電池のフル充電の電圧)だと2SC3421の出力は0.2Wですが、2SC2086だと0.3〜0.4Wになりました。
・変調トランスは手持ちの関係でST-42(8Ω:300Ω)を使用しましたが、ST-41A(8Ω:200Ω)に変えると少し出力が増えると思います。

  JR8DAG/菅野 正人

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【コンテンツ】

回路図はこちらです(2014.02.11現在 , circuit , 約41kB)

回路設計の考え方(2014.02.11更新)

スペクトラムアナライザによる計測結果(2014.02.11作成)

ハムフェア2013のブース展示におけるパンフレット(2013.11.29掲載 , 約187kB)
【更新情報】
2014.02.11 ・スプリアス特性を図るための回路変更を行いました。
 発振出力レベルの調整(発振回路の結合コンデンサ47pF → 10pF、次段への結合コンデンサ47pF → 10pF)
 2SC1815のバイアス抵抗変更(220kΩ → 470kΩ)
 変調トランスの電源部分に0.1μF追加
 終段の出力のフィルターをT型同調フィルターからπ型2段LPFに変更
・回路変更に伴い、回路設計の考え方を更新(π型2段LPFに交換した理由を掲載)
スペクトラムアナライザによる測定結果を掲載
・使用感の記述を更新
2014.01.06 ・部品情報を新規作成
・使用感の記述を更新
2013.11.29 ・ハムフェア2013のブース展示におけるパンフレットを掲載
・使用感の記述を更新
2013.11.10 ・回路設計の考え方を掲載
2013.10.30 ・外観および内部の写真を更新
2013.10.22 ・回路図を更新
 低周波電力増幅の電源が+TRを+Rに修正
 受信時に微弱な送信電波を出すキャリブレートを追加。これでSSBが受信可能となる。
 受信の選択度改善のため、455kHzのフィルターをSFZ455A(9kHz幅) → KBF455P4A(4kHz幅)2個に変更。
・定格を修正
 回路を変更したことにより定格を変更(選択度を修正、ダイオードを追加)
2013.10.06 ・回路図を更新
 VXOバリコンに周波数調整用のコンデンサを入れていなかったので追記しました。
 中波放送混入防止のため電源ラインに0.1μFのパスコンを位置を変更(RFアンプの0.1μF
2個を削除し、LA1600の2番ピンに0.1μFを追加)。ただし効果は不明。
 7.195MHzで中波放送が聞こえるのはSTV札幌放送局の5倍高調波(1,440kHz×5=7,200kHz)が
聞こえている模様。セラミックフィルターSFZ455A(9kHz幅)から帯域幅の狭いCFU455H(6kHz幅)に
交換したが、多少は良くなる程度であった。ということで、フィルターはSFZ455Aのままとし、
7.195MHz送信時における受信時の中心周波数を約2kHz下げた7.193MHzにして対処することとし、
これで様子を見ることとした。ちなみに動作としてはIFシフトという感じになる。
・使用感の記述を更新
2013.09.23 ・回路図を更新
 中波放送混入防止のため電源ラインに0.1μFのパスコンを追加。ただし効果は不明。
 7.195MHzで中波放送が聞こえるのはSTV札幌放送局の5倍高調波(1,440kHz×5=7,200kHz)が
聞こえている模様。セラミックフィルターSFZ455Aの周波数帯域幅が広く混信しているのが原因の
ようで、帯域幅の狭いセラミックフィルターに交換することを検討している。
・使用感の記述を更新
2013.08.07 ・回路図を更新
 VXO回路を修正
 可変コイルをRFC+AMZコイルからフェライトトロイダルコア+AMZコイルに変更
 発振が不安定さを解消するため、FETのソースの抵抗を10Ω → 1kΩに変更
・定格を修正
 消費電流を追加
2013.06.21 ・定格を修正
2013.06.04 ・外観および内部の写真を更新
2013.06.01 ・回路図を更新
 強信号対策のアッテネータを追加
・定格に重量を掲載
2013.05.18 ・回路図、外観の写真をアップロード
2013.05.18 ・ホームページ新規作成


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 外観の写真(Exterior)
 100円ショップダイソーで販売していたトランク型のプラスチックケースを使用
 大きさは190mm×150mm×70mm。
 撮影:CANON EOS Kiss X7 画像編集:PaintShopPro6J

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内部の写真(Interior)
 撮影:CANON EOS Kiss X7 画像編集:PaintShopPro6J

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 本作品の系統図
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【本作品の定格】
[共 通]
周波数 7MHz
電波型式 AM(A3E)
使用半導体 3IC 3TR 3FET 7Di
電源電圧 DC 10.0(V)(標準)
消費電流
受信無信号時 20(mA)
送信無変調時 75(mA)
送信最大時 145(mA)
空中線インピ-イダンス 50(Ω)
外形寸法 190(W)×150(D)×70(H)
(単位 mm , 突起物を含まず)
重量 510(g)(単4ニッケル水素電池8本込み)
[送信部]
終段入力 10.0(V)× 40(mA) = 400(mW)
出力 200(mW)
終段石 2SC3421
不要輻射 -40(dB)以下
変調方式 終段コレクタ変調
局発発振方式 可変水晶発振
発振周波数 7.175〜7.195MHz
[受信部]
受信方式 シングルスーパーヘテロダイン方式
中間周波数 455kHz
受信感度 0dB(uV)程度
選択度 ±2kHz(-6dB),±7.5kHz(-40dB)
局発発振方式 可変水晶発振
発振周波数 6.720〜6.740MHz