お気に入り無線機の製作、送受信切り替えリレーの高速、静音化


2021.08.18

はじめに
 当局の最近のメインリグは、FT-301S+SDR#2の組み合わせが最も「お気に入りの無線機」ですが、CW運用時のアンテナリレーがガチャガチャうるさく 、切り替えリレー部の高速化と静音化を目指して改造してみます。
 

FT-301Sのリレー回路

 FT-301のリレー回路は左図のような、4回路のリレーを用いて、メーター指示切り替え、送受電源切り替え、アンテナ切り替えを行っています。
電源を切り替える都合上接点容量に大きめが必要、更に4回路リレーとなるので大型のパワーリレーを使用しています。この為、リレー動作時間は20mS程度かかるのと 、切り替えに伴う動作音も大きくCWブレークイン動作には余り適してはいません。

リレー交換してみる  リレーの高速化を目的として、左上の写真の様に、2回路のリレーを2ヶ使用してオリジナルのリレーソケットに実装してみました。右リレーはオリジナルのリレー
 2回路タイプのリレーであれば比較的動作時間の短い物があり、手持ちのリレーの中から松下製TXシリーズと高見沢リレーVBシリーズを組み合わせて 使用。動作時間はそれぞれ4mS、8mS程度で実用には十分な動作時間です。しばらく、運用し炊結果、フルブレークインに近い切り替え時間で運用ができますが、 やはり動作音が気になります。

静音化対策  動作音が大きいのは、電源を切り替えている高見沢リレーで、接点が大きい分、音も大きくなります。
以前、FT-101Z改造では電源切り替えにPNPトランジスターを使用した切り替え回路を使用していましたので、今回はパワー MOS FETを使用して小型化を狙いました。
 メーター切り替えに、リレー2回路分を使用しているので、1回路で出来れば、小型の2回路リレーで構成出来るのでハイサイド電流センスICを使用して メーターのマイナス側をGND共通としてリレーの回路数を減らしました。

回路図

 

  電源切り替え部、左図は電源切り替え部(クリックで拡大)、PTT端子は受信時は外部のリレーコイルを介してVccが印加されており、 TX時はGNDに接続されます。C1、C2でディレー時間を設定し、リレー動作時間分約4mSのディレーを設定しています。
 メーター切り替え部は、ハイサイド電流センサーICを使い、オリジナルのRsense両端に生じる電位差をVoutしていますが、オリジナルとの目盛合わせの 為、R2を追加して大体の目盛を合わせました。本来ならRsenseを数10mΩ程度に低減したかったのですが交換困難な位置に実装されており、交換は断念。
 MOS FETとセンサーICはいずれも秋月電子で購入出来ます。

  組み立て
 組み立てはもオリジナルのリレー部に実装出来るよう、すべてチップを使用。基板は両面基板に実装し、片面に電源切り替え部、裏面に電流検出と アンテナリレーを実装しました。
使用してみて
 

 写真はPTT端子と送信出力波形のタイミングです(5mS/div)。PTTの立ち下がりと送信波形の立ち上がり間に約4mSのディレー、PTT立ち上がりですぐにキャリアOFF となっているので、ほぼ設計通りのタイミングです。
 切り替え動作音もほぼ聴こえなくなり、CW運用が快適になりました。後はSDR#2の送受切り替えリレーの音を静音化すれば更に良くなりそうです。小型リレーも 2-3ヶまとめて切り替えると意外と大きな音になるので今後の製作課題です。

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