お気に入り受信機AM DET部の製作


FT-101Zを改造して「お気に入り受信機の製作」、今回はAM DET部の製作です。写真はAM UNIT(トランスの上)を組み込んで動作確認の様子。

2015.9.20

はじめに
 FT-101ZにはAMモードはオプション扱いになっており、いただいたFT-101ZにはAMユニットが実装されていません。最近では7.195MHzでのAM運用機会も多くなり、 「お気に入り受信機」用のAMユニットを製作してみました。

 

目標仕様とブロックダイアグラム
    
AM DET  AM DET UNITに盛り込む機能としてAM検波回路の他、以下の機能を盛り込みました。
  • 1. IF BPFの内蔵  
  • 2. リミットレベル可変型のノイズリミッタ回路内蔵  
  • 3. SSB/AMモード時に減衰レベル可変型のオーディオHPF回路内蔵  
  • 4. CWモード時HPF/LPF回路内蔵
  • 5. AGC AMPの内蔵
     

ブロック図
 IF UNITからのIF信号には19MHzのVXO信号の漏れの他、AMクリスタルフィルターの副共振から漏れてきた不要成分を除去するための簡単なBPFを挿入し、AM用のIF AMP 〜検波〜AF AMPを通して、アナログSWでAM信号とSSB/CW信号を選択します。信号はノイズリミッタ、HPFを通してS/C LPF UNITへ出力します。
 当初HPFの盛り込みは予定していませんでしたが、実際のQSOをワッチすると局によっては低域をカットしたほうが聴きやすい場合があり、挿入しました。
 CWの場合はOP AMPによるHPF/LPFを通してS/C LPFに出力します。S/Cでは急峻なLPF特性が得られますが、その分信号に含まれるノイズは「コォー」というバックノイズ となって気になります。S/C LPFには出来るだけノイズを入力しないように使うとQRMをスパッと切り取るような静かなトーンになります。

組み立て
    
AM DET  左写真は、AM DET基板。チップ部品を多用していますので基板上は比較的すっきりしています。チップ抵抗は取扱も簡単なのでもっと使われてもいいと思いますが、チップコンデンサー は常にクラックの恐れがありますので注意が必要です。特に電極部を直接こて先で触ると簡単にクラックが入り、目視では不良が特定できません。

回路
 回路図を下図に示します。
 BPFは「トロイダルコア活用」を参考にしました、コアはT25-6に22t(0.4φ)にしたのでインダクタンスがやや大きくなり、その分コンデンサーが設計値より低くなっています。フィルター の特性は良いのですが、部品定数誤差に敏感でトリマ―で追い込む必要があります。
 ノイズリミッタは、海外の「HBR2000」受信機の回路を参考に部品定数を変更しました。AF信号波形のクリップレベルをVRで可変するようにしたものです。オリジナルではVRに10kを使用 していますが、FT101Zの2軸VRを利用する都合上500kにして、ノイズブランカのVRと同軸にしました。VR可変によりクリップ無し〜完全にクリップまで連続可変でき、従来のクリップレベル 固定式に比較すると歪みが少ないレベルで使用できます。
 HPFは、トーンコントロール的な効き方をします。当初トーンコントロール回路を検討しましたが、VR定数が合わず500HzカットオフのLCフィルターとしました、局によってはHPFの効きを可変 する必要があり、インダクターの直流抵抗をVRで可変することでHPF特性が変化します。特性例を以下に示します。
 AGC AMPには入力が0電位になることを想定してレールtoレールのOP AMPを使用しましたが、実際の入力(IF UNITからのAGC電圧)が0まで落ちることは無く、汎用のOP AMPでも問題なさそう です。オリジナルのFT101ZではRF GAIN VRを絞るとAGC電圧を下げるように動作し、結果Sメーターはプラス方向に振れますが、ゲインを絞っているのにSメーターがプラスに増えるのは どうも馴染めません。本機ではIF GAINを絞るとSメーターもマイナス方向に振れるように回路を追加しました。合わせてAGC OFF時にもSメーターが動作するようにしています。
 回路規模はちょっと大きくなりましたが、いずれも汎用部品で製作でき、手間を惜しまず特性を追及できるUNITです。
 

HPF特性例
    
 左図はHPFのVR可変時のHPF特性。可変してみると、声質やノイズによって意外と了解度が変わります。ノイズが少なく比較的強い信号では低域を伸ばしてゆったりとした感じでワッチしますが ノイズが多い場合や、声質が高い局には少し低域をカットすると聴きやすくなります。

回路図
 

回路図

今後の計画
 今後の製作予定としてRF AGC部の製作で受信機としての動作確立後、DDS VFOとMPU部の製作を予定していますが、VFO周りの仕様が定まっていません。VFO EXT/TX EXTなどのSW操作により 本体のVFO電源をOFFにする理由が今一つはっきりしません。オリジナルの回路ではVFO選択に応じて供給電圧をON/OFFにしていますがQRHやチャピリなどの症状は出ないのでしょうか。
 

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