jl7gmnのblog

yahooブログから移行してきました。アマチュア無線を中心としたブログです。

修理関連

JR-310プチレストアその33

JR-310の第1局発周波数発生のキャリア周波数はクリスタルの代わりとなるDDS(ArduinoNANO)
で代用しています。このDDSの電源は、JR-310に組み込見した状態では、パソコンのUSB端子へ電源供給として接続し動作させていました。実際はWindows10のデスクトップPCです。ArduinoNANOのスケッチはLinux(Ubuntu22.04.3LTS)でのUSB接続です。プログラム(スケッチ)開発はLinuxで行っています。Windows10にUSBケーブルでつなぐのは汎用性にかけるので、ArduinoNANOへの電源供給方法を模索していました。今まで、JR-310のAFアンプの6BM8のカソードの電圧DC10Vを電圧変換レギュレータでDC5Vにダウンバードして使用を試みたりしましたが、JR-310の電源を入れてからのじわじわ真空管が動作するまでに電圧が発生しないことや、電圧レギュレータ自体が入力側の電流不足からDC電圧の5Vを供給できなかったりとうまく行っていませんでした。つい最近、USBでの充電用としてダイソーで売られているアダプターを買っていたことを思い出し、i-phone用1USBとAndroid用1USBとAndroid用2USBを引き出してきてDDSへつないでDCアダプタとして使用できるかを確認してみました。
IPHONE-CASE1

■i-phone用のDC出力基板
IPHONE-DC5V

■基板は挟んでいるだけなので、取り外しは簡単にできます。
ANDROID-CASE1

ANDROID-CASE2

ANDROID-CASE3

i-phone用1USBとAndoroid用1USBはほぼ同じ回路構成のようです。i-phone用は壊れているのか、端子が違うのか?電圧5Vが出てないようで動作できませんでした。Andoroid用1USBのDCアダプタからArduinoNANOのUSBでの接続ではDDSがうまく表示され、動作も問題ありませんでした。
ところが、写真は取り忘れてありませんが、Android用2USBではArduinoNANOが2箇所のUSBでは液晶が表示だけはしましたが、入力コントロール等一切動作しない状態のままでした。結果より、Android用1USB端子のアダプターを分解して、JR-310に組み込みすることにしました。

■JR-310の電源トランスのAC100Vに並列に接続です。
2mmの銅線でトランス端子へ半田付けしてます。
(銅線は硬いので、基板は固定されています。)
JR-310の電源SWを入れるとDC5Vが発生
ANDROID-CONECT-TRANS

■基板の裏面の、IC、整流器、各小型チップ部品とパターン
ANDROID-DC5VPCB

■基板のJR-310への組み込み状態(スペースが十分有るので取り付けは楽にできます。)
安全の為に一応セルロイドのカバーでも後で付けたいと思っています。
ANDROIL-DC5V-SETTING

上記のUSBアダプタからのDC5V供給でArduinoNANOは無事動作する状態にて組み込みできました。
今までPCへ接続していたケーブルがJR-310内部組み込みのDC電圧供給のUSB接続に変わり厄介な線がなくす事が出来ました。ダイソーのアダプターも大活躍です。Hi!

つづく?

JR-310プチレストアその32

JR-310の受信においての感度の突然の悪化が時々発生することがあるのがとても気になり、部品の値の確認や、交換、マニュアルによる調整方法など、いろいろと確認を行ってきていました。その中で、今回最も単純な、半田不良による接触不良等の確認をすることにしました。これは、振動を与えることで、症状が発生したり、止まったりということが起きることがあるため、IFTトランス、他抵抗、コンデンサーなどの部品にについて確認してみました。やっていて、おかしい点として、特に第2IF基板をコツコツと叩く時や、微妙にIFトランスをコツコツした時も同じように変な振動音がします。真空管のグリットの巻線に振動が伝わった時の振動によるものかと思ったりもしました。
ここで、次のような感度悪化時と良好な時の現象がありました。感度が落ちたときに、IFT2だけ同調点が変わります。コアを回すと別の箇所で感度が取れます。時間が立つと感度がとれていたのが、突然感度が悪くなったりという症状が発生していました。感度悪化した時コアの調整での感度は取れるのですが、感度最大点のコア位置が変わるという同調時の問題です。455KHzは1箇所にしかピークは無いはずです。(ピーク近辺のリップルを除く)それで、UC1210Jの基板のIFT2に原因が有るとみて、基板からIFT2を取り外して確認することにしました。半田吸い取り器とソルダーウィックで基板とIFT2の端子と基板ランドの半田を吸い取りました。この時に1箇所の端子がポロッと取れて半田吸い取り器に吸い取られました。やってしまったかなーと思いましたが、そんなに力も加えていないのになんで吸い取られるのかとも思いました。一応基板からIFT2を取り外し確認です。アルミのケースで固定された部分を注意して折れない程度に折り返して、コイルコア部をゆっくり線が切れないように引き出してみました。スチロールコンの同調コンデンサーが2つの共振コイルにそれぞれついていましたが、半田付けもしっかりとしていて、断線している気配はありません。コイルの導通があるかもテスターで確認しました。断線なしです。となると、ポロッと取れた基板との半田づけの端子が折れていたことが原因ではないかと判断しました。おそらく、端子が折れてしまった状態で、微妙につながったり、離れたりがあったのではないかと思われます。特に近くに真空の熱源があるので、IFT端子金属の膨張も関係していたかと思います。心当たりとしては、感度が取れている状態で、電源を切ってから、再度次の日に期待をして、感度が取れるように治っているようにと電源を再度入れて確認することを数回やりました。次の日には感度がもう取れない状態となっているというふうに、がっくりばかりでした。

IFT2の端子が折れてしまってるので、まずは対策です。折れた端子の変わりに導線を残りの端子部にはんだ付けし銅線を端子代わりに基板に通して半田付けする対策を取ることにしました。0.8mmぐらいの銅線を使いました。ラジオペンチで平たい端子にピッタリつくように押さえつけます。銅線はフラックスを少し付けて、半田メッキしてあります。端子の穴にうまく入るように銅線を加工して、再度元の基板へIFT2を半田付します。半田ゴテでなるべくパターンに力が加わらないように、剥がれないように注意して半田づけします。

実は真空管のRF部の6BZ6の交換確認では新品に交換しても感度が悪くSメータも振らない状態だったため、Sメータが振る動作をしてくれる6AU6にしていました。データ上は6BZ6のほうが増幅度があるようにあったと思います。この記憶からもとの6BZ6に戻して、IFT1、IFT2、IFT3の調整をやり直しました。IFT1は第一混合(局発信号は全バンドDDS改造)とVFO(5.500-4.900MHz)の第2混合間にあるIFT(5.955MHz〜5.355MHz)です。

■画像の真ん中上段がIFT2、中間右側がIFT3です。(斜めからの画像)
基板の汚れも落としてあります。
V1-IFT2-V2-IFT2-2
■ほぼ真上からの画像
V1-IFT2-V2-IFT3
上記対策後の結果ですが、上記記載の調整で感度は以前よりかなり良くなりました。やはりIFT2の端子断線が感度悪化の原因だと判明しました。

驚くことに、感度は取れるようになったことは勿論ですが、なによりS/Nが凄く良くなりました。弱い信号とともにザーというノイズがありましたが、改善された点として、弱い信号だけ聞こえて、ノイズは信号がなくなるまで、わからないという音声だけが前に出て聞こえるという素晴らしい状態です。やはり真空管も、餅屋は餅屋でRF段用はRF段用です。ちなみに6AU6は高周波でも使われていますが、過去の使用情報を見ているとAFアンプとしてメインで使われていた真空管だったようです。高周波では、ある程度ゲインが取れてもS/Nは良くない状態ということかもしれません。確かにノイズが大きくなると感度が上がったと勘違いしますよね!6BZ6はやはり高周波増幅段用で力を発揮してくれる球の様です。

間違いなく受信感度の変化、悪化が改善されて、原因が取り除かれた状態であることの確認のため、前と同じように感度が良い状態で、電源を切ってあります。2、3時間後にもう一度電源を入れて、感度維持してるかの確認、問題なければ、確認後電源をきり、明日の朝、電源を入れてどうかの確認を行います。

この感度の変化する状態が改善しないと受信機として、次のステップへ移れません。次のステップはESP32DevKitCでのDDS化ですが、今のままでのアナログVFOでも特に受信は楽しめそうで問題なさそうですが...

しかし、思うに、真空管なしのジャンクから、真空管用意、取り付け、チューニング機構のゴムをチェーン化、、局発用のクリスタルをすべてDDS化で対応、SSB用のフィルター追加、そしてFM受信追加(只今基板保留中)、問題も数々出たりしていますが、時間こそかかれなんとかクリヤーできています。古い受信機ならではの近代化への追従は、実現できそうなアイデアを考えながら、楽しみながら、続きます。

つづく?

JR-310プチレストアその31

JR−310のFM復調回路の追加は、ほぼ完了したのですが、IFアンプの追加が必要で新たにパターンへの追加とか、別途基板にするかとかを考えていたのですが、組み込みは一旦保留とすることにしました。
実は、新たに隠れた問題点がありました。おそらく真空管の動作でリモートカットオフ、シャープカットオフとかの動作点の設定で感度が極端に突然落ちたり、感度最高点で調整すると発振したりと異常な減少が時々発生していました。それで、文献を確認したりと、JR−310のIF段の真空管の推奨回路抵抗等を確認したり、使用している真空管6BA6の情報を探っていました。リモートカットオフとかの動作はAGC,
Sメータに関係があるとの情報などがあり色々と情報を確認していました。症状の改善のための情報としては6BA6のカソード抵抗は100オームが推奨であるというのがあり、JR-310のIF段のV1の6BA6のカソード抵抗は220オームとなっていて、違う点があり、ここいらを確認することにしました。まずは、回路図上のR4(220Ω)の抵抗値の確認から行いました。

JR−310-IF-6BA6
最初は簡易なテスターでの確認です。おおよそ値が近いかと思いましたが、一旦、抵抗を基板から外して測定器の抵抗レンジをAUTOレンジにして確認しました。もちろん端子ショートのゼロ調整でnullはとってあります。

R4の測定値は220オームのソリッド抵抗ですが、なんと劣化して294.10オームとなっています。これではカソード電圧が変わってしまい、回路の真空管の動作点もずれた状態になっていることが容易に想定できます。

測定器7555抵抗測定

ソリッドカラー抵抗のR4の220Ω測定状態
ソリッド抵抗R4-220オーム

もちろんこの抵抗の抵抗値が増加しているせいで、AGC、Sメータへの設定点がずれたりと影響がでたり、発振気味になったと悪影響をまねいている原因となっているかもしれません。
早速手持ちの抵抗から交換部品を用意して交換することにしました。220Ω値より若干低いものでしたが、特に大きな抵抗値差が無いので取り付け交換しました。基板への取り付けはパーツが少し長いため少し加工して取り付けました。
基板状の新220オーム取り付け

一応、他のIF段のすべての抵抗値を確認しましたが、抵抗値が変わっていたのはR4の220オームのみでほかの抵抗類は、ほぼカラー抵抗値(回路図状の値)通りで大きな劣化はありませんでした。

早速このR4交換してIF段の調整をやり直しました。JR-310の場合は高周波増幅の回路は3.5MHz、7MHz、14MHzは同じコイルを使った同調回路で、一部14MHzだけタップ位置が異なっていて、どのバンドでも同調点がバリコンの範囲内に収まるようにしてある回路の様です。今までの場合は片方のバンド7MHzで感度最大に合わせると14MHzの感度が悪かったり、またその逆の14MHzで調整した場合も同じような7MHzでの感度低下がありパットしませんでしたが、このR4を回路図通りの抵抗220オームにして調整してみると、7MHzでも14MHzでも十分な感度に合わせこむことができるようになった感じです。しかも前より感度が上がったと思われる信号受信時のノイズも7MHzでも14MHzでも今までと違いがはっきりとわかるようになりました。福音的にSメータの弱信号受信時(S1からS5ぐらい)も弱い信号は余り指針の振れがなかったのが、感度に応じてS1の信号も音量もきれいにとれるし、Sメータの振れが弱いながらもきちんと振れる、とてもいい感じのSメータ動作になりました。いわゆるAGCがうまく機能している状態(弱い信号時は感度を上げて、強い信号時はAGCで感度を一定に抑える)になった感じです。
現状はR4を220オームで調整しましたが、ある情報では100オームが推奨というのもありましたので後で220Ω抵抗をパラにつけて感度、調整点等を確認する予定でいます。調整や感度がどうなるかは、少し楽しみでもあります。

ちょっとした抵抗の違いで動作がこんなに変わってしまうということは、数十年、年数のたった部品は回路定数としては設計値から変化してしまい、既に動作点が異なってしまってて、うまく動作しない状態になってしまっていることも想定しておく必要があります。
ダイオード、トランジスタ、コンデンサ各種、抵抗類はすべてを確認する必要がありますね!

やはり、真空管の回路を弄るには、情報は不可欠です。最低でも、真空管の規格は調べる必要がありますね。

50年数年前に実態配線図でMT管のトランスレスでの短波帯の5級スーパーを全部自作で作ったのが真空管を使った最初です。シャーシパンチや、ハンド二ブラーの角穴開けツールとかも購入し、穴あけから全部行いました。ボリュームのナット取り付け専用レンチなども用意しました。完成したときの短波放送局をメインバリコンでおおよそ合わせ、スプレッドバリコンをバーニヤダイヤルで放送局にピッタリSメータが最大になるようにに合わせ、放送を聞いたときは感激しました。Sメータの針の振れも感動そのものでした。その後は一番最初のTS-520のトランシーバーのドライバー12BY7A、ファイナルのS2001A等しか使っていません。

また真空管ラジオを作製した頃、ST管のラジオなどを分解して、部品取りしたりして、ラジオを再度ケースから作ろうという思いでいたものです。今でも机の中に大事にしまって持っています。この頃はTVは白黒の真空管回路の終わりの頃でしたから捨ててあるTVから100Wの半田ゴテを使い、オイルコンデンサー、抵抗、コイルなどをとり、お菓子のケースにいっぱい入れたりしました。何かを作るだろうの時のパーツとして保管してました。今でも小屋に保管してあります。懐かしく思います。また、真空管はB電源でプレートにつなぐ高電圧を使用しますが、使用する回路の電圧に対し、耐圧が低かったため、ペーパーオイルコンデンサーを爆発させて、ペーパーだらけのシヤーシにしてしまったこともあります。爆発音はとてつもなく大きかった怖い思い出もあります。

真空管ラジオの本も数年前に数冊購入してあります。最近、真空管も少し面白くなってきました。手持ちには国内外の新品も中古の真空管も大きなダンボール1箱以上あります。真空管を少しずつ調べて、資料も確認しないといけませんが、なかなか手が出ませんでした。今後時間をみて整理し、真空管回路に関しても、少しずつ理解していければと思っています。食わず嫌いではなく、まずは形からでもいいから回路図通りに真似て作って、それから少しずつ理屈を理解するのでも良いと思っています。

つづく?


JR-310プチレストアその30

JR-310のFM復調回路のスケルチをNチャンネルFETで検討を開始して、POPノイズもノイズの音漏れもなくなって、うまく行ったと思い、パターンまで修正しました。昨日、うまい具合に10mFMがオープンしていましたので、まずは動作確認ということで、FETで作り直したスケルチの動作の確認をしました。ある程度のキャリアが入るとスケルチがポップノイズもまったくなく、うまい具合に動作してくれました。ところが、です。肝心のFM復調音声がAFアンプから聞こえないのです。FM検波出力はオシロスコープで見るときちんと検波出力が出ています。スケルチ回路を通さないでAFアンプ入力に繋ぐと音声信号がちゃんと出ています。このスケルチ回路の問題です。音声電波信号が入っているのですが、キャリアでスケルチが反応するだけで、検波信号が聞こえません。いわゆるアンプ動作していない回路でした。

スケルチのみの動作だけでした。アンプとしての動作でのスケルチにはなっていませんでした。早速他の方法を考えることにします。
よく使われるアナログ信号用のSW−ICでためしてみます。4066系の4016の双方向性型のANALOGスイッチ用ゲートがたくさんあるので、もったいないのですが、4回路中の1回路のみ使いブレッドボードに組みました。1−2PIN間がSWでコントールは13PINです。この4016は入力出力を1/2VCCにする条件があります。抵抗分圧した5Vの半分の2.5Vに470kから1Mぐらいの抵抗でプルアップ接続です。入力と出力はDCカットのCをいれ信号のみ通す様にします。
下記の海外のサイトを参考にしました。


参考箇所は4016を使ったsingle cell swです。

コントロール13PINはトランジスタ2石で現行のノイズ検波回路の論理に合わせました。
HレベルでSQ OFF(FM検波出力ノイズあり)
LレベルでSQ ON動作   (FM検波出力カット)

アナログ信号用だけにON-OFF時の今までのようにな問題は何一つありません。ディスクリート回路で組んだのとは雲泥の差です。音漏れも、ポップノイズもない、メーカー製の無線機のSQ動作と同じ様に動作しました。

4016-ANALOG-SW

SQ動作の問題ない点は最高ですが、ゲートICとコントロール2石のトランジスタや抵抗をパターンに入れるスペースがありません。まずはきれいなSQ動作確認したところで、別のもっとシンプルなSQ回路(MUTE回路、またはSW回路)検討です。今の4016のSWは4回路ありますが、ディスクリートで1回路分できないかと言う点で情報をググって見ました。このページではPチャンネルのFETでのSWがありましたが、手持ちの関係上NチャンネルFETで探してみました。
探せばあるものです。ドレイン−ソース間がSWとなり、ゲートにダイオードのアノード接続そしてカソードは抵抗で電源プルアップ、このカソードを1.5kでGNDへ落とすとSWオフとなる回路がありました。この1.5kの変わりにノイズ検出回路の論理出力が同じなので、ここにつなぐという方法です。早速ブレッドボードで組み上げました。入出力のコンデンサは手持ちで消費したい0.01uF500Vがたくさんあるのでこれでやっています。ボードには秋月購入のコンデンサで実装です。N-CHANNEL FETは2SK19GRですDIODEは1S4148です。この回路ならばかんたんにボードに差し替えて入れられます。
まずは動作についてですが、4016と同じくとても良いSQ動作です。今日も10mFMオープンしていて実験日よりでした。文句ないほどSQのオープンクローズともスムースです。開くとき閉じる時も変な音はありません。スムーズに動作してくれました、音声も歪みなく、レベルももとと同じレベルで出力は出てきました。

【N−チャンネルFETでのアナログSW】
N-CHANNEL-FET-SW

最初から、SQ回路は自作ユーザの回路を使っていましたが、ミュート回路として考え、アナログSW-ICでスケルチ動作に使うのもありですね。ただし実装は他の空きSWもうまく利用する必要がありますね。使うのはとてもいいのですが、今回の基板では別回路で組み上げる必要がありました。組み込みは無理でした。スペースとかの問題です。ディスクリートのN-FETを使ったアナログSWは10mFM信号で十分動作確認できましたので、早速回路図を最終に書き換えしました。(ノイズのバンドバスに直列共振回路を前に追加した状態での確認でした。特に直列共振回路追加による問題はありませんでした。SQレベル設定点も前と変化はありませんでした。)

【N-FETでのSQ回路修正】
JR-310-FM-DET-AND-SQ-VER3-A
【FET-SQ差し替え分のパターン修正実施】
バンドパスの直列共振回路も入れています。
JR-310-FM-DET-AND-SQ-VER-A-BOTTOM

基板切削の準備はできています。
今週末に基板切削できれば、よいかと思っています。
JR-310でも10mFMがよく聞こえます。今日はS9以上の局が結構いました。コンディションもベスト状態のようでした。
早くケースのネジ締めて、シャックに並べて他の無線機で送信、JR-310で受信などができればと思います。そのための検討も必要ですが、Hi !

つづく?

JR-310プチレストアその29

JR-310用のFM検波回路とSQ回路基板での10mFMの受信確認ができて、DDS-局発回路と一緒にして組み込もうと思っていましたが、やはりSQのオン、オフ時のポップ音が大きく、多少不快なので、少し検討開始しました。トランジスタでのFM検波信号をノイズ信号抑圧でオン、オフする場合、トランジスタ回路のベースバイアスでのSW処理のため相当のノイズが発生してしまいます。しかも、ほとんどの自作トランジスタ回路を試した人たちもFM検波信号のオフ時の音声漏れで悩まされています。(SQが聞いている時の信号漏れ)ある自作回路ではAFアンプICの信号制御端子を利用してAF信号アンプ自体でAF信号処理する方法で解決している人もいました。他の方法はないかと、色々と探してみたところ、FETでのソース電圧によるオン、オフ回路がありました。ブレッドボードでひとまず確認です。電界効果トランジスタでの音声のオンオフです。意外と定数を選ぶとうまい具合にSQ時のポップオンが消えスケルチのストレスがなくなりました。また高域の漏れもなくなり、とても良い感じです。フレッドボードでの確認回路をトランジスタでのSQオンオフ回路パーツを全部取り外し、同じパターンを利用して、同じ基板に組込してみました。パターンに組み込んでのテストでも実験回路と同じ動作です。SQ動作がかなり改善されました。早速CAD EAGLEで回路図修正とパターン化まで行いました。

【SQ改善対策済み回路】
FETによるFM検波信号のSQ信号(H,L)でのON/OFF
SQ-CIRCUIT-CHANGE2

【SQ回路改善済みBOTTOMパターン】
ポリゴン処理もスペース間隔も以前処理より狭くしています。
SQ-CIRCUIT-CHANGE-BOTTM

SQ回路のFM検波信号のオンオフを電界効果トランジスタ(FET)を使う選択は正解のようです。

もう一つ改善プラスアルファとして検波信号前のIF信号のノイズ信号帯域を使うSQ制御回路のバンドパスを更に選択度を上げる対応として同じ共振周波数での直列共振回路を追加し、選択度を上げる実験をしました。ネットワークアナライザでの確認では前のバンドパス(並列回路)を信号−グランド間に入れた場合より、直列共振回路を前段に入れることにより、かなり共振周波数帯域以外のIF信号成分が減衰し、目的の動作に近くなると見込んでいます。(音声や、他の変調信号でのキャリア信号処理上の影響がなくなる)パーツ単体(コイルとコンデンサ)でエアー配線上での確認です。この確認はSQ回路上には入れてますが、実際の動作確認はこれからです。SSB用フィルタ追加時も平均信号レベルが若干さがりましたからSQのバンドパス帯域が狭くなる分、レベル調整が必要となってくるかもしれません。時間を見て、基板に直列共振回路を追加し、確認をしてみたいと思います。バッファーがいるかどうかはこれからとなります。最悪、うまく行かなかった場合はジャンパー処理で対処です。Hi!
やはり、少しでも気になったことがあった場合は、改善を試みる事は、とても大切ですね!

つづく?
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