Micro40AM2014 - 回路説明 -

40m QRP AM ハンディトランシーバー(Micro40AM2014) - 回路設計について－

JR8DAG 菅野正人(KANNO Masato)

Micro40AM2014の回路図

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　◎受信部
　受信部は簡単な回路で高感度が得られるシングルスーパーヘテロダイン方式とし、中間周波数はイメージ混信を減らすため12.000MHzと高くしました。中間周波数を12.0MHzにしたのは、水晶フィルターおよび後述のVXOの水晶(19.2MHz)に既製品が使えることもありました。
　入力のアッテネータは周辺の強信号による妨害に対する対策のために入れました。減衰量は約15dBです。
　高周波増幅は回路が簡単で高感度が得られる2SK241を使用し、ソースに抵抗とコンデンサを入れて動作の安定性を高めています。
　周波数変換も2SK241を使用し、ソース抵抗を4.7kΩと大きくして動作の安定化を図っています。
選択度を決定するフィルターには、ラダー型水晶フィルターを使用しました。これまで製作のAM受信機は4素子でしたが、今回は混雑に対応するため、5素子としてフィルター特性を向上を図りました。
　中間周波増幅は高周波増幅と同じ2SK241を使用しました。負荷にRFCとコンデンサを使用した同調増幅器ですが、並列にQダンプの抵抗を接続して帯域を広くすることで、無調整化しています。当初はRFCと抵抗のみの広帯域増幅でしたが、中波放送の混入があり、現在の回路に変更しました。Qダンプ抵抗は1～4.7kΩの間で変えて安定して動作する値に設定しました。なお、ソースに抵抗とコンデンサを入れているのは高周波増幅と同様の目的です。
　検波回路はショットキーバリアダイオード使った一般的な回路です。負荷抵抗は動作の安定性から1kΩにしました。
　自動利得調整(AGC)は信号の一部をダイオードで検波して得られたマイナス電圧を高周波増幅、及び中間周波増幅にフィードバックする方式としました。現在の6mAMではこれで必要な性能が得られます。
　低周波増幅は2SC1815とLM386Nによる汎用性の高い回路によりスピーカを鳴らせるようにしました。スピーカも本体に内蔵し、待ち受け受信がしやすいようにしています。
　可変水晶発振(VXO)はトランジスタに比べると出力は少ないものの安定度に優れているFETを使用しました。周波数を変化させる素子は安定度に優れるバリコンを使用しました。VXOの水晶は既製品の19.2MHzを使用し、発振周波数は19.165～19.195MHz、これを次段の2SC1815で増幅しています。中間周波数が12.000MHzですから、運用周波数は7.165～7.195MHzの30kHz幅となります。2013年現在、7MHz AMは7.195MHzを中心に行われていますが、混信などで他の周波数を使用することも考慮に入れて周波数を可変できるように設定しました。このVXOを送受共用にすることでトランシーブ操作を実現しています。

　◎送信部
　　送信部の局部発振および周波数変換はFMラジオ用のICであるTA7358Pを使用しました。このICは高周波増幅回路、発振回路、周波数変換回路を内蔵し、本作品に応用可能な機能と性能を持っているICであることから採用しました。局部発振はTA7358Pの高周波増幅ブロックを発振回路として動作させ、出力に小容量のコンデンサを介して同調回路と接続することにより、近接スプリアスを極力抑えるようにしました。周波数変換はTA7358Pの周波数数変換ブロックをそのまま利用しています。TA7358Pの周波数変換はダブルバランスドミキサーとなっておりスプリアスの低減が期待できます。出力は複同調回路として、近接スプリアスを抑えるようにしました。
　この後は2SC185の2段増幅で信号を大きくし、終段の2SC2086でAM変調をかけて入力400mW､出力200mWを得ています。出力はフェライトトロイダルコアを使用した広帯域トランスにより安定動作を図りました。出力にT型同調フィルターをつないで第2高調波以下のスプリアス対策としています。
　変調は終段の2SC2086に変調器の出力を低周波トランスを介して接続し終段コレクタ変調をかけています。また、前段の2SC1815にも軽く変調をかけて、良好な変調が得られるようにしています。変調器のLM386Nは汎用性の高さとコンデンサマイクを使用することで十分な変調をかけられることから採用しました。変調トランスは送信出力に見合った規格で、なおかつ小型であるST-83を使用して良好な変調が得られるようにしました。
　送信表示は送信電波の一部をコンデンサで取り出して、ダイオードで整流した出力をトランジスタに加えてLEDを光らせました。コンデンサはLEDが点灯する最低容量ということで3pFにしました。

　◎その他の回路(回路は送信部に含まれる)
　送信部の回路図にCAL-SWがありますが、受信時にこのスイッチを+R側にすると、受信周波数と同じ周波数の微弱電波が発生し、簡易的にSSBやCWを受信することができます。7MHzではSSB/CW局の運用が多いため、このCAL-SWと使用頻度は高いと思われます。
　送受切換は、アンテナおよび電源切換切換とLM386Nの出力切換については、動作の安定なリレーを使用しました。使用したリレーのG6S-2は小型で消費電力の少ないことから採用しました。2SA1015はリレーを動かすためのスイッチング回路でPTTスイッチに流れる電流を少なくして負担を減らしています。
　電圧はDC9Vを標準として7～10Vで動作します。標準電源に006P型の200mAhニッケル水素電池を採用して軽量化を図ると共に、電池をケースの外側に取り付けることで移動運用時の電池交換を容易にしました。
　送信表示兼受信インジケータは2色LEDを使用し、送信出力は赤で、受信時は一定の信号強度を超えると緑に表示されるようにしました。QRP運用では信号の目安になるものが欲しくなるため、スペースの取らないLEDインジケータを装備することとしました。