Pocket6AM - 回路設計の考え方 -

6m QRPp AM ポケットトランシーバ(Pocket6AM) - 回路設計の考え方 -

Pocket6AM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6mAMをQRPpでさまざまな面から楽しむことができるトランシーバーを目標とし、製作にあたっての考え方を以下のとおり定めました。

(1) 送信出力はこれまで運用してきた出力100～200mWより一桁低い10mWとする。送信電力の低下に伴い、トランシーバー全体の省電力化を図る。
(2) 受信は交信に必要な性能（感度、選択度、周波数安定度等）を確保しつつ、送信出力に見合うように回路を簡略化する。
(3) 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を実現する。
(4) 大きさはワイシャツのポケットに入るものとし、使いやすさ等にも配慮する。
(5) こんなトランシーバーを作ってみたいと思わせるデザインとなるようにする。
(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1段、それ以外はICの機能を有効活用したシングルスーパーヘテロダイン方式です。送信部は終段に2SC1815を使用し、送信出力は10mWです。変調はLM386Nの出力特性を利用した終段コレクタ変調で、スペースをとる変調トランスをなくしたことで作品を小さくすることができました。周波数可変は可変水晶発振（VXO）を送受別々に使用しましたが、2連バリコンを利用して送受信の局部発振周波数の差を中間周波数である455kHzに保つことによりトランシーブ操作を実現し、QRPp運用での交信の可能性を高めました。

　【回路の説明】
（受信部）
　受信部は少ない部品点数でEs交信に必要な性能が得られるシングルスーパーヘテロダイン方式とし、中核を担うLA1600の周波数特性やフィルターの入手性などを考慮し、中間周波数は455kHzとしました。中間周波数を455kHzとするとイメージ周波数が49MHz帯となり混信を避けるのが難しくなりますが、49MHz帯には混信をもたらす電波がほとんど確認されないことから、実際の運用で問題となることは少ないと判断しました。
　高周波増幅は少ない部品点数で高感度が得られる2SK241を使用し、消費電流を多少でも減らすためにYランクのものを使用しました。
　周波数変換、中間周波増幅、検波はLA1600を使用しました。LA1600は定格では20MHz程度までの使用が推奨されていますが、FCZ研究所のキットでは50MHzでの利用事例が示されており、今回はその回路を採用しました。中間周波数増幅の前に選択度を決定するフィルターとして455kHzのセラミックフィルターを入れました。使用したKBF455P10Aは-6dB帯域幅が10KHzとAM受信機としてはやや広いですが、送受信周波数に2～3kHzのずれがあることや、10mWの送信部に対しては十分な選択度であると判断し、この帯域幅のフィルターを採用しました。検波後は、2SC1815で電流増幅を行い、イヤフォンを鳴らせるようにしました。音量調整のボリュームはありませんが、AGCが適切にかかっているため、ボリュームがなくとも問題ありませんでした。
　受信のVXO発振には、高周波増幅と同じ2SK241のYランクを使用しました。水晶で基本波を発振し同時に3てい倍を行っています。出力される周波数は送信周波数から455kHzを引いた値の50.125～50.175MHzであり、周波数可変は2連バリコンの片方を使用しています。
　受信部の動作電圧は3～6Vが適当であるため、ツェナーダイオードを使用して電圧を5Vにする回路を追加しました。

（送信部）
　送信部はVXO発振、励振増幅、電力増幅の3ステージで出力10mWです。送信のVXO回路は受信部とほぼ同じで、基本波を発振し同時に3てい倍を行っています。出力される周波数は50.580～50.630MHzであり、周波数可変は2連バリコンの片方を使用しました。水晶は2個とも同じ会社に同時に特注したこと、周波数の違いもほとんどないことから、送信と受信の発振周波数の差はほぼ455kHzに保たれており、これによってトランシーブ操作を実現できました。
　VXOの出力は2SK241で増幅していますが、トランジスタと比べて入力インピーダンスが高いことから、受信と比べてコイルの使い方を変えています。
　終段は2SC1815です。いろいろな場面で利用される汎用トランジスタで、50MHzで十分に使用できる実績があることから採用しました。変調はLM386Nで出力を終段の2SC1815に直結することでAM変調をかけています。LM386Nは2番ピンへの音声入力に応じて5番ピンの出力電圧が変化することから、トランスを使わずにAM変調をかけることができます。

（その他）
　送受切替は、消費電力低減のため、2回路2接点のスイッチで電源とアンテナを直接切り換える方式としました。スイッチは手に持ったときの送受切換の使い勝手を考慮した結果、波動スイッチを採用しています。
　電圧はDC9Vを標準とし、標準電源に006P型の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。
　外観の塗装は、パネル面は黒、外側の蓋は赤に塗装しました。外観は直接的な性能には影響しませんが、数年以上使うことを考えていることからデザインには気を配りました。

　｛参考文献｝
FCZ寺子屋シリーズ#009 出力10mW 50MHz AM送信機回路図(FCZ研究所)
FCZ寺子屋シリーズ#214 50MHz/AMスポット受信機回路図(FCZ研究所)