入力部のｸﾛｰｽﾞｱｯﾌﾟ
リニアアンプの回路自体はごく有り触れたもので、目立った特徴はありません。各種雑誌の回路を参考にしました。ただし、先述のように入力のｲﾝﾋﾟｰﾀﾞﾝｽがレベル、周波数によって大きく変わるので帯域幅が狭くなってSWRが1.5以下の周波数帯域は約500KHzです。むろん、今回はSSB/CWしかﾀｰｹﾞｯﾄにしていないので問題ありません。出力には高調波によるTVI防止のために、定Ｋ型ﾛｰﾊﾟｽﾌｨﾙﾀを3段挿入しています。しかし、これでも充分とは言えず、山奥では周囲に人家はないので問題ありませんが、住宅地付近で使う場合には外付けでﾌｨﾙﾀを追加するのが無難です。
本体はなるべくでしたら触りたくありませんが、一度この改造をしておくと他のﾘﾆｱｱﾝﾌﾟを接続したり、ﾄﾗﾝｽﾊﾞｰﾀやﾌﾟﾘｱﾝﾌﾟなど、付加機器の送受信切換に広く応用できて便利です。それほど難しい改造ではないので、保証期間が切れていたり、自作をする人なら改造をお奨めします。ただし、改造による故障は筆者は責任を持ちません。各自の責任で行って下さい。過去に２台の改造を行いましたが支障はありませんでした。勿論、FT-690mk2の接続図を調査し、回路的に支障がないからこそ改造したのですが。
＋−−−−−−−−−−−−−−−−−−−＋−−−−＋−−−−−−＋ ｜ 品 名 ｜ 個数 ｜ 購入場所 ｜ ＋−−−−−−−−−−−−−−−−−−−＋−−−−＋−−−−−−＋ ｜２ＳＣ２６３０ ｜ １ ｜真光無線 ｜ ｜２ＳＣ１８１５ ｜ １ ｜千石電商 ｜ ｜２ＳＢ１３７５ ｜ １ ｜千石電商 ｜ ｜１０Ｄ１ ｜ ２ ｜秋月電子 ｜ ｜赤色ＬＥＤ ｜ １ ｜千石電商 ｜ ｜緑色ＬＥＤ ｜ １ ｜千石電商 ｜ ｜ＬＭ３１７Ｔ ｜ １ ｜秋月電子 ｜ ｜１００Ｐ ５０Ｖ フィルムトリマ｜ ２ ｜千石電商 ｜ ｜４０Ｐ ５００Ｖ フィルムトリマ｜ １ ｜千石電商 ｜ ｜６８Ｐ ５００Ｖ マイカ ｜ ６ ｜鈴商 ｜ ｜４７Ｐ ５０Ｖ セラミック ｜ ２ ｜千石電商 ｜ ｜３３０Ｐ ５０Ｖ セラミック ｜ １ ｜千石電商 ｜ ｜０．００１ｕＦ ５０Ｖ セラミック ｜ ３ ｜秋月電子 ｜ ｜０．０１ｕＦ ５０Ｖ セラミック ｜ ９ ｜秋月電子 ｜ ｜１０ｕＦ １６Ｖ 電解 ｜ ３ ｜秋月電子 ｜ ｜３９Ω １Ｗ ｜ １ ｜千石電商 ｜ ｜５１Ω １Ｗ ｜ １ ｜千石電商 ｜ ｜２２０Ω １／４Ｗ ｜ １ ｜千石電商 ｜ ｜２．２ＫΩ １／８Ｗ ｜ １ ｜千石電商 ｜ ｜３．３ＫΩ １／８Ｗ ｜ １ ｜千石電商 ｜ ｜４．７ＫΩ １／８Ｗ ｜ ２ ｜千石電商 ｜ ｜１ＫΩ 半固定ＶＲ ｜ １ ｜千石電商 ｜ ｜フェライトビーズ ｜ ４ ｜千石電商 ｜ ｜ベーク生基板 ｜ １ ｜秋月電子 ｜ ｜ＨＢ２−ＤＣ１２Ｖ ｜ １ ｜Ｔ−ＺＯＮＥ｜ ｜電源スイッチ ｜ １ ｜千石電商 ｜ ｜ＢＮＣ−Ｒ ｜ ２ ｜千石電商 ｜ ｜３．５ｍｍＪＡＣＫ ｜ １ ｜千石電商 ｜ ｜放熱板（１２０×８０） ｜ １ ｜千石電商 ｜ ｜ケース（ＹＭ−１３０） ｜ １ ｜千石電商 ｜ ｜１Ｍ３×１０ ネジ ｜ １４ ｜ ｜ ｜卵ラグ ｜ ４ ｜シオヤ電気 ｜ ｜ゴムブッシング ｜ １ ｜千石電商 ｜ ｜０．８Ｄ−２Ｖ ｜５０ｃｍ｜小柳出電線 ｜ ｜ビニール導線 ｜５０ｃｍ｜ ｜ ｜φ１ｍｍポリウレタン線 ｜ １ｍ ｜小柳出電線 ｜ ＋−−−−−−−−−−−−−−−−−−−＋−−−−＋−−−−−−＋早速製作を開始しましょう。部品表に従ってパーツを集めます。少しくらい定数が異なっても問題ありません。近い値の物で代替しましょう。ただし、2SC2630、ﾛｰﾊﾟｽﾌｨﾙﾀの68PFｺﾝﾃﾞﾝｻは値を守って下さい。2SC1815は小信号NPNﾄﾗﾝｼﾞｽﾀなら何でも使えるでしょう。2SB1375も中電力PNPﾄﾗﾝｼﾞｽﾀで100mA程度ｺﾚｸﾀ電流が流せれば可です。出力系のｺﾝﾃﾞﾝｻの耐圧は500Vが望ましいのですが、50Vの物でもｷﾞﾘｷﾞﾘ大丈夫です。ただし、ｱﾝﾃﾅのSWRが高くて運悪く定在波の腹がｺﾝﾃﾞﾝｻにかかるとパンクする恐れがあります。ｺﾈｸﾀは使い勝手、軽量化を考えてBNCにしましたが、少しでもｺｽﾄﾀﾞｳﾝしたい人はM型でもかまいません。ただし、ｺﾈｸﾀの大きさがｹｰｽの高さいっぱいなので、少しでもｹｰｽの穴位置がずれるとｺﾈｸﾀが付きませんので工作精度に注意が必要です。ｹｰｽは指定の物よりも大きければ問題ありません。これより小さいと、それなりの自作の技術がないと難しいでしょう。ﾘﾚｰは高周波用が理想的ですが、この程度の周波数なら一般的な小信号用で使えるでしょう。ただし電力用リレーはダメです。基板はベークで構いません、というよりも作業性を考えるとベークの方がいいです。ガラエポだとガラス繊維のせいですぐにカッターや鋸、ドリルの歯がダメになってしまいます。また、薄い基板の方が加工が楽です。その他雑多な物としてはシリコングリス、エポキシ接着剤、瞬間接着剤等があります。参考のために筆者の購入場所も書き添えました。
一番面倒なのが放熱板及びｹｰｽ加工です。また、出来上がったときの外観の良否に一番大きく関わりますので手を抜かないように。また工作精度も必要です。特に、放熱板にﾄﾗﾝｼﾞｽﾀの取付穴を開ける場合、ﾌｨﾝとﾌｨﾝの間に穴位置が来ないと工作が大変です。今回使用した放熱板ではﾌｨﾝの間隔が狭く、注意して穴を開けないと片方の穴がﾌｨﾝに重なってしまいます。穴を開ける際は必ずﾄﾗﾝｼﾞｽﾀと現物合わせを行い、うまく取り付けられることを確認します。取付穴はφ2.5mmの下穴を開けてφ3mmのﾀｯﾋﾟﾝｸﾞで仕上げます。私が使った放熱板では４隅に穴が開いていたのでｹｰｽとの取付穴を開ける必要はありませんでした。ただし、穴径がφ3.5mmなので3mmのﾀｯﾌﾟを切ることができず、若干の手間がかかりますがﾅｯﾄで固定します。もちろん4mmのﾀｯﾌﾟを立てて4mmﾈｼﾞで固定しても構いません。
放熱板の加工が終わったら次はｹｰｽ加工です。放熱板をﾃｰﾌﾟ等でｹｰｽに仮止めし、４隅の穴に合わせてｹｰｽとの固定用穴を開けます。そしてﾄﾗﾝｼﾞｽﾀの取付位置を確認し、ﾄﾗﾝｼﾞｽﾀが直接放熱板に取り付けられるように四角く穴を開けます。ｹｰｽのアルミ板を介して放熱板に接触させるよりもこの方が良好な放熱効果が得られます。穴を開けたらﾄﾗﾝｼﾞｽﾀがきちんと取り付けられるか(穴位置のｽﾞﾚが無いか)現物で確認します。前面には電源表示と送信表示のLEDの穴を開けます。一般的なLEDの直径は5mmです。背面は入出力のｺﾈｸﾀ、電源ｽｲｯﾁ、電源ｹｰﾌﾞﾙ、外部ｽﾀﾝﾊﾞｲｼﾞｬｯｸの穴を開けます。ただし、FT-690、ﾋﾟｺ6、もしくはDC重畳に改造したFT-690mk2を親機に使用する場合は外部ｽﾀﾝﾊﾞｲｼﾞｬｯｸは不要です。それぞれ現物と合わせながら作業します。終わったらバリを取っておきましょう。
次に基板の加工です。まず、ケースに入りきる大きさに基板を切断します。金鋸でも構いませんが、ベーク基板ならＰｶｯﾀｰで充分切断できます。ギリギリの大きさだと作業時の誤差でケースに入らないこともありますので、少し小さめにします。そして放熱板のﾄﾗﾝｼﾞｽﾀ取付穴に合わせてﾄﾗﾝｼﾞｽﾀのﾊﾟｯｹｰｼﾞの形状に取り付け穴を開けます。これを開けないとﾄﾗﾝｼﾞｽﾀが基板に邪魔されて放熱板に取り付けられません。四角い穴を開けるのは面倒ですが頑張って下さい。これも現物あわせで行います。ﾄﾗﾝｼﾞｽﾀの取付穴開けが終わったら基板をﾃｰﾌﾟ等でｹｰｽに仮止めして、放熱板とｹｰｽの取付穴に合わせて穴を開けます。 これでｹｰｽ加工はおしまいです。基板もバリを取り、ｽﾁｰﾙｳｰﾙで表面を磨いてフラックスを塗り乾燥させます。
もう一つ準備。データを参考に空芯コイルを巻きます。組み立てた後で調整が効くのでさほど精度は必要ありません。寸法に神経質にならずに気楽に作って下さい。ﾊﾞｲｱｽのRFCはﾌｪﾗｲﾄﾋﾞｰｽﾞに電線を3回通して作ります。各ｺｲﾙとも足の部分は導線の被覆を削って予備半田して下さい。
全体像
入力部のｸﾛｰｽﾞｱｯﾌﾟ
出力部のｸﾛｰｽﾞｱｯﾌﾟ
さて、いよいよ基板の半田付けです。図を参考にしながら、現物に合わせながらﾗﾝﾄﾞを貼り付けて半田付けしていきます。最初に2SC2630を半田付けし、ここを基準に回りの部品配置を決めます。ﾄﾗﾝｼﾞｽﾀを半田付けするときには、放熱板やｹｰｽの穴位置に合わせる必要があるので、放熱板、ｹｰｽ、基板を借り組みし、ﾄﾗﾝｼﾞｽﾀを放熱板にネジで固定してからエミッタを基板に半田付けします。基板単体でﾄﾗﾝｼﾞｽﾀを半田付けしてしまうと、ｹｰｽに組み込んだときにﾄﾗﾝｼﾞｽﾀのネジ穴と放熱板の穴がずれてネジが入らない！なんてことになります。それとﾄﾗﾝｼﾞｽﾀの向きにも注意して下さい。逆に付けても構いませんが、その場合は周辺の部品も逆になります。ここまでやったらケースから基板を外して作業します。位置の精度が必要なのは2SC2630の穴だけです。
トランジスタを固定したらｺﾚｸﾀ､ﾍﾞｰｽの部分にﾗﾝﾄﾞを張り付け、半田付けし、周辺の部品を順次半田付けします。空芯ｺｲﾙは相互結合を避けるためにできるだけ距離を離すように配置します。直角に配置するのも有効です。これを守らないとｽﾌﾟﾘｱｽの増加や自己発振の原因となります。バイアス部の10D1は、2SC2630の上面に接触させて、ｼﾘｺﾝｸﾞﾘｽを塗って熱的に結合させます。LM317には小型の放熱板を取り付けて下さい。抵抗、ｺﾝﾃﾞﾝｻ等の部品の足はできるだけ短くカットして、最短距離で半田付けして下さい。安定動作の秘訣です。部品を取って再利用しよう、なんて考えて足を長めにしてはいけません。動作不良のトラブルに泣かされます。イモ半田にも注意。また、時々ｹｰｽに入れてみて、部品がｺﾈｸﾀやｽｲｯﾁに当たらないか確認して下さい。リレー周囲の配線はｹｰｽに組み込む段階で行いますのでまだ行わないで下さい。図に示した範囲を組み立てます。
図のように接続し、690をFMﾓｰﾄﾞにして、自分のよく使う周波数に合わせます。2.5Wで送信し、SWR計の表示は無視してﾊﾟﾜｰﾒｰﾀだけ見ながら、入力マッチング回路の２つのトリマ、続いて出力マッチング回路の２つのトリマを、出力が最大になるように調整します。もし、トリマの羽がいっぱいに入ったり、逆に抜けきったところで最大ﾊﾟﾜｰになる場合は、コイルを延ばしたり縮めたりして、もう一度調整します。どうしてもうまく行かないときにはトリマと並列に入っている固定ｺﾝﾃﾞﾝｻの値を増減したり、コイルの巻き数を１回増減させて再調整します。ほとんどの場合はコイルの巻き数を変更する必要はないはずです。うまく調整できれば40W近く出ます。なお、調整中はまだｱﾝﾌﾟのSWRが高い状態で、親機に悪影響を与えますので、できるだけ短時間の送信で調整して下さい。
次にSWRﾒｰﾀを見ながらSWRが最低になるように入力の２つのﾄﾘﾏを調整します。若干ﾊﾟﾜｰが落ちますが、仕方ありません。SWRは悪くても必ず1.1以下にできます。
以上の調整は、まだﾊﾞｲｱｽ電流を流していませんのでﾌﾞｰｽﾀｰとしての動作ですが、いよいよﾘﾆｱｱﾝﾌﾟとしての調整に入ります。とは言っても今までの調整でほとんど終わっています。まず、LM317近くの半固定抵抗を真ん中付近に設定します。出力側のRFCを外して電流計ﾓｰﾄﾞにしたテスタを接続します。2SC1815のベースに5KΩの抵抗を仮に半田付けし、抵抗を電源と接続します。するとテスタに電流が流れます。この電流値が400mA程度になるように半固定抵抗を調整します。調整できたらRFCを元に戻します。
電源を再投入してﾊﾟﾜｰﾒｰﾀの振れを見ます。このとき、ﾘｸﾞは受信状態のままにして下さい。当然ながら、入力がないので出力も無いはずですが、もしﾊﾟﾜｰﾒｰﾀの針が振れていたらｱﾝﾌﾟが発振している証拠です。きっと電流計の振れも大きいでしょう。このままでは使えないので、ﾍﾞｰｽ側の抵抗を小さくしたり、ﾊﾟｽｺﾝのｾﾗﾐｯｸｺﾝﾃﾞﾝｻを追加したり、入力側のRFCと並列に1kΩ程度の抵抗を入れたり、ﾄﾗﾝｼﾞｽﾀ上に入出力を分離するようにｼｰﾙﾄﾞ板を立ててみます。でも、図のように部品配置を真似すればたぶん発振はしないでしょう。オリジナルの部品配置は、発振しにくいように考慮して決定していますし、私の実験環境では10台製作して10台とも発振しませんでした。
発振しないことが確認できたらFT-690を送信状態にして、ﾊﾟﾜｰ最大、SWR最低になるようにﾄﾘﾏを再調整します。でも、今までの調整でﾍﾞｽﾄﾎﾟｲﾝﾄ近くにあるはずで、ほとんどﾄﾘﾏを回す必要はないでしょう。ﾊﾟﾜｰはさっきよりも若干増えて40W以上出るはずです。
ここまでくれば、全体の90%は完成したようなものです。基板単体は立派なﾘﾆｱｱﾝﾌﾟとして動作しました。
調整の完了した基板をｹｰｽに組み込みます。要所に小型コネクタを使用すれば簡単に基板をケースから取り外せるようにできますが、コネクタ代がバカにならないので、直接ケーブル等を半田付けします。したがって、修理で基板を取り出すには何カ所も半田を外さなくてはいけないので、作業は慎重に行います。
まずケースにｺﾈｸﾀを取り付け、そして基板を組み込みます。最初に基板を固定してしまうとｺﾈｸﾀが基板上の部品に当たって入らないことがあります。ｹｰｽ内にあまり隙間が無いのが原因ですが、小型化のためには我慢です。基板を固定したら電源ｽｲｯﾁ、LEDを取り付けます。送受切換リレーは銅ﾃｰﾌﾟでシールドしましたが、たぶんしなくても問題ないでしょう。ただ、シールドするとﾋﾟﾝの近くまでGNDがくるので、同軸ケーブル等の半田付けの時に楽になります。コネクタのアース側は、卵ﾗｸﾞで基板のGNDと接続します。同軸ｹｰﾌﾞﾙの外皮に頼るよりも、しっかりした接続ができます。内部配線用の同軸ｹｰﾌﾞﾙは0.8D-QEVを使って下さい。1.5D-2Vでもいいですが曲げ半径が小さくできず、配線に苦労します。大した距離ではないので損失も気にならず、0.8D-QEVの方が作業性が大幅にアップするのでお奨めです。
作業が終わったら配線ミスがないか入念にチェックして下さい。ここまでできたのに壊したのでは泣けてきますよ。
最初は上図からSWRﾒｰﾀを抜いてｾｯﾄｱｯﾌﾟします。ﾓｰﾄﾞをCWにしてPTTを押し、ﾘﾚｰが切り替わることを確認します。もし切り替わらない場合は送受信切換部をチェックしてください。次に入力側にSWR計を入れます。この状態ですとSWR計のタイプによりますが、PTTを押しても送信状態にならない時があります。これはものによってはSWRﾒｰﾀ内部がDC的に絶縁もしくはｼｮｰﾄされているためです。このときは、2SC1815のｺﾚｸﾀをﾜﾆ口ｸﾘｯﾌﾟ付きのｹｰﾌﾞﾙでGNDに接触させて、強制的にﾘﾆｱｱﾝﾌﾟを送信状態にして下さい。ﾘｸﾞから送信してSWRが下がっていることを確認します。もし上がっていたらﾄﾘﾏを再調整します。また、出力が最大になるようにも調整して下さい。ＯＫなら蓋を閉め、SWR、ﾊﾟﾜｰを確認します。若干出力の増減はありますがさっきとほぼ同じなら完成です。ﾊﾟﾜｰの低下が気になる人は、蓋を閉めた状態でﾊﾟﾜｰが最大になるように再調整して下さい。どうです？ 45Wくらい出たでしょう。40W以上出ていれば合格です。電流は出力電力によりますが、45W程度なら6A程度に収まっていることと思います。動作が確認できたらLEDが引っ込まないようにｹｰｽ内部でエポキシで固めてしまいます。これでLEDの頭が押されても大丈夫、エポキシの接着力は相当です。
(1) ｱﾝﾌﾟの放熱板は、山岳移動でのSSB運用に必要な最小限の大きさです。気温の
高い場所やFMで長時間運用するときには過熱に注意して下さい。
(2) 誤って10Wを入れるとﾄﾗﾝｼﾞｽﾀを破壊する恐れがあります。ﾄﾞﾗｲﾌﾞ電力には十分
注意して下さい。
(3) 内部は電源逆接続保護ﾀﾞｲｵｰﾄﾞにより保護されていますが、逆接続するとﾀﾞｲｵｰﾄﾞ
が導通して電源ｹｰﾌﾞﾙには非常に大きな電流が流れ、ｹｰﾌﾞﾙが燃える恐れがあり
ます。
必ず外部に6〜10Aのﾋｭｰｽﾞを入れて下さい。
(4) 一応ﾛｰﾊﾟｽﾌｨﾙﾀが入っていますが、人家のない山岳運用用に作っています。
ｽﾌﾟﾘｱｽ抑圧が充分であるといえるか不明ですので、固定で使用する場合は
ﾛｰﾊﾟｽﾌｨﾙﾀを外付けすることを推奨します。もしくはﾄﾛｲﾀﾞﾙｺｱを使用したﾌｨﾙﾀを
内部に追加して下さい。
(5) 小型化／低ｺｽﾄ化のために高周波系のｺﾝﾃﾞﾝｻの耐圧にはあまり余裕がありませ
ん。ｱﾝﾃﾅのSWRが高いと定在波がｺﾝﾃﾞﾝｻの耐圧を越えて故障の原因となります。
極力、ｱﾝﾃﾅのSWRは低く保って下さい。
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