Tranceiverのイメージ
7MHz CW QRP Tranceiver
 VXO と LC による局発を使った 1台目のトランシーバを
ベースに、貴田電子のDDS VFO MC−50を使った、ディ
ジタル表示のバンドをフルカバーするトランシーバにするため、
ケースも新たに用意し、全面的に作り替えることにしました。

                   2008年 1月 
■ 2月7日 VFO誤動作?原因は設定忘れ!

 配線作業が終わり、DDS-VFOの設定を行おうとしても、勝手に周波数表示が変化します。
 エンコーダーの信号線を接続しなければ、誤動作せず、基板の押しボタンでUp/Dowが正常に機能します。
 症状から、ノイズを拾って誤動作を起こしていると思っていたら、なんと設定忘れでした。Hi.
 DDS-VFO単体で動作確認時には、忘れず設定したのですが、うっかり忘れていました。

 エンコーダーを使用する場合、
1回のUp/Down当りのパルス数の設定が必要で、この設定を忘れていました。
 勝手に周波数がどんどん変化するものですから、てっきり誤動作していると思い込んでしまってました。

 ノイズ(ヒゲ)が見えないか調べるため、A相・B相の入力端子にオシロを接続して調べましたが、見える訳がありません!

 各設定SWの内、MODとSELは、異常なく動いていますが、RITが少し不安定です。
 配線も短く問題なさそうなのですが、少し気になります。

 設定忘れに気が付くまで2日間、悩んでました。Hi.Hi.


( 時間軸:0.5μSec/DIV )


( 時間軸:5mSec/DIV )


 ちなみにこの写真がエンコーダーの出力信号です。
 オシロをストレージモードで動かしてますので、レンジを高くすると輝線が点々になってしまいます。原因?となるべきノイズ(ヒゲ)を探しまわってました。Hi.

 下の写真は、上段がA相、下段がB相の信号で、A相・B相ともきれいな信号出力です。
 位相も1/4程度遅れの位置から立ち上がっていてOKです。

■ 2月3日 配線工程開始
 配線作業を今日から始めました。

 DDS−VFO出力(7MHz信号)は、通常のコードで配線しています。接続コネクタに1.5D2Vの網線が接続困難なため、普通のコードで配線しています。気持ち的には同軸ケーブルを使いたいところですが、もし不具合がでたら、変更することにします。多分大丈夫でしょう。

 DDS-VFOに操作SWが多数必要なため、パネルSWと基板間の配線が多くなっています。
 コネクタを使って基板間を束線で接続していくので、コードの色の種類が多いと識別に便利ですが、4色しかないため、マジックで印を付けたりして識別できるようにしています。

 通常はエレキーしか使用しませんが、調整等において、連続キャリア送信が必要になる場合があるので、制御基板上に「エレキー」と「バグキー」の切替SWを付けました。通常は、操作しないので、外に出さなくてもOKです。


■ 2月1日 穴あけ加工完了




 穴あけ工程が完了し、フロント・リアパネルへのパーツの取り付けもほぼ終わりました。
 基板類もほぼ予定どおりの収まり具合となってまずまずです。
 フロントパネル裏の右側に空きスペースがありますが、ここにSメータ回路とPCインタフェース回路の基板を収めればいいかなと思っています。
 リアパネルに穴が一つありますが、これはPCインタフェース入力端子用のDINジャックの穴です。明日くらいには、インスタントレタリングと共にサトー電気から届いてくる予定です。

 ケース上蓋に取り付けているスピーカーのネジがナベビスだったので、飛び出ていましたが、上蓋に皿ネジ加工を加えて、ナベネジ→皿ネジへ取り替えました。これで、不細工なでっぱりが解消されました。Hi.


■ 1月30日 フロントパネル穴あけ加工完了





 フロントパネルの穴あけ加工が終わりました。
 SW・ツマミ類を取り付けるとトランシーバーらしく見えるようになってきました。

 フロントパネルはアルミ板が化粧パネルと本来のパネルと2重になっているので少し手間がかかりましたが、液晶パネルとダイヤルエスカッションもうまく収めることができした。
 スピーカーのとめネジに普通のナベネジを使っているので、ネジの頭が飛び出て不細工ですから、皿ネジの加工をしてネジを取り替えます。
 まだ、リアパネルの加工や基板取り付け穴の加工があるため、レタリング加工をしていませんが、レタリング加工ができると、少しは見栄えがしてくるかなと思います。


 下の写真は、液晶パネルの取り付け加工の様子です。

 エスカッションの取り付けと併せて加工方法に少し悩みましたが、VYGoodに取り付けできました。

 取り付けネジの寸法は、液晶パネルが2.6o、ダイヤルエスカッションは1.4oを使用しています。
 
■ 1月27日 PCインタフェースの追加検討



 制御基板にまだ、空きスペースがあるので、PCインタフェースをを組み込むこと考えています。

 PCからの自動メッセージ送信機能があると、コンテスト時のナンバー送信や、パイル時の繰り返し自動呼出しなど大いに役立ちそうです。

 回路は2SC1815が1個あれば、コンピュータからのキーイング信号でCW符号を送れます。 他に、VRが1個あればRX受信出力をPCのサウンドカードへ適正なレベルで送ることができ、CW信号の自動受信も実現できます。

 現在のCW信号自動解読ソフトのレベルではかなり実用レベルまで達していますが、ノイズすれすれの信号は、不可ですけどね。Hi.

 インタフェース自体は、10k(B)ボリューム 1個と、2SC1815 2本、C・Rが数本あればよく、簡単に追加できますので、ケース加工の際に PC接続用 として DINジャック を1個裏面パネルに用意しておくことにします。


■ 1月27日 制御部基板完成




 制御部基板が完成しました。
 ユニバーサル基板のスペースに余裕があったので、エレキー基板上に乗せて一緒にしてしまいました。

 1kHz のカットオフフィルターは低周波アンプICの前段に組み込んであります。挿入ロスが30dBほどあって、損失が大きいと説明資料に記載されていましたが、386 (JRC) のアンプのゲインがあるので十分なスピーカー出力を得ています。

 エレキーも快適で、サイドトーンもきれいな直流音が出ています。サイドトーン用のVRを、スピードコントロールVRと一緒に外付けで取り付けますので、快適なキーイングができそうです。
■ 1月26日 1kHzカットオフフィルターの特性

   ( 1月28日 グラフ差替 )
 制御基板にフィルター部分を組上げましたので、周波数特性を観てみました。カットオフ周波数は1kHzの設計です。

 一般的なCW用のピークフィルターではなく、通過帯域が少し広めになっていますので、ノイズや高いビート音を消すのに丁度良いくらいではないかと思います。

 800Hzを0dBとすると、2KHzで約40dB落ちていますので、まずまずの特性と思います。

 周波数の測定範囲を100Hz〜6kHz位に広くとるときれいな特性が見えそうですが、出力レベルを600Ωで終端させて、オシロの電圧で読んでいるもので、低いレベルが読みきれなくて、常用帯部分のみを測定しています。Hi.


■ 1月25日 制御部回路図
 1kHzカットオフフィルター、サイドトーンモニター入力、DDS VFOを含めた送受信の切替など、仕様変更に伴う回路変更を制御基板に盛り込みました。

 従来RX基板に供給していた5Vは廃止し、RX基板5VはDDS-VFOから供給します。結果3端子5VICは、低周波アンプとエレキーへの供給のみとなります。

 図面をクリックすると、拡大表示します。大きくしてご覧になってください。






■ 1月25日 ブロックダイヤグラムと信号の流れ
 トランシーバーは、5つのブロックに別れており、基板も5枚構成となっています。

 オリジナルはContUnitのみで、送信ユニットは、雑誌の付録の基板利用。
残りは、全てキットを通信販売で購入して使用しています。
 今回は、DDS VFOユニットとエレキーユニットを新たに追加しました。

 機能追加によりContUnitの回路を変更していますので、別途回路図を掲載します。

■ 1月23日 ダイヤルエスカッションの加工

 角材4本を四角く接続して作る等、いろいろ考えてみましたが、結局、透明のアクリル板を液晶より大きめに四角く切断し、必要な所以外はアクリル板を黒く塗りつぶして、出来上がったのが左の写真です。

 四角い板状のままでは、アクリル板の角が引っかかるのでヤスリがけを行い、断面を丸くカーブ状に加工しています。ヤスリがけが粗かったせいか少しすり傷が残りましたが、OKとします。Hi.

 液晶をアルミパネルに固定するため、2.6oの皿ネジを使う予定です。パネルに2.6o×4本、皿ネジ用の穴をハンドドリルで加工できるかどうかが鍵です。
 多少の不具合は、黒塗りエスカッションで隠せるので、なんとかなるでしょう。Hi.














■ 1月20日 低周波アンプ・制御基板
 混信・ノイズ対策として、低周波アンプICの前段に1kHzのカットオフフィルターを入れることにしました。
 IFフィルターの帯域がノーマルのままで広いため、簡単な対策として、低周波段へフィルターを入れます。






■ 1月19日 エレキー基板





 DDS-VFO の PIC−IC は、エレキー機能も組み込んでありますが、フルブレークイン制御によるスタンバイコントロールを採用しているので、通常のスタンバイコントロールには具合が悪く、別回路でエレキーを組み込みます。

 今回使用するエレキーは、「キャリブレーション」 から販売されているキットで 「Calkeyer(2)」 というPIC-ICを使用したものです。

 この PIC−IC は、800Hz のサイドトーン出力があり、音量 VR を追加して、低周波 AMP へ接続します。
 キーイング部分はFET 2SK2231が使用してあり、キーイング電流は、100mAまでとなっていますが、今回はQRPであり、且つドライバー段でのキーイングですから十分な容量があります。
 使用する電源は直流3〜5Vの指定となっていますが、今回は、5Vで使用します。
 消費電力の少ないデバイスを使ってあり、消費電流は 1mA (動作時、待機時は1μA)、と少なく本来は単5電池×2本による電源の設計となっていて、余りにも消費電流が少ないので、電源SWも省略されていました。
■ 1月17日 スピーカー用の穴あけ」加工


 ケースの加工を始めました。
 スピーカーを内臓するので、厚さ1oの鉄板に 72個 (3.2oφ) もドリルで穴あけしなければなりません。昔はハンドドリル一本で穴あけをしていましたから、電気ドリルを使える分はるかに楽になっているのですが、さすがに鉄板にこれだけの数の穴あけとなると、ボール盤で加工をしたくなります。

 近くのホームセンターに小型のボール盤 (モーター 300W) が 5千円弱ほどで販売してあり、「これは、Good!!」 と一瞬思ったのでありますが、そのボール盤の置き場所が我が家には残念ながら確保できません。諦めるよりほかは無かったのであります。

 穴を開けが済んだ部分は、スピーカーをとめるネジ穴(3.2oφ)×4箇所のみ。残りは、ポンチを打って、キリ先の位置がぶれないよう、少し削っているだけです。Hi.

 下の写真は、使用するスピーカー。
サイズは、67o×67o、許容入力 4W (8Ω)のもの。秋月電子で200円/個で販売していました。小型でありながら、取り付け用のフランジ(ネジ穴あり)もあり、使い易そうです。








■ 1月16日 仕様と基板の配置
 ケースサイズは、W(175o)×D(200o)で、比較的楽に基板を配置できそうです。

主な仕様は以下のとおりです。

 DDSVFOの液晶および操作SW類への配線を10p以下に抑える必要があるので、一番中心に置きます。
 SW類は、「RIT」操作、周波数の桁指定の「SEL」、送受切替の「MOX」と電源SWくらいに収めます。

 ツマミ類は、「AF-GAIN」、「RF GAIN」、エレキー速度調整の「SPEED」とメインVFOダイヤル。

 ジャック類は、表パネル面には、「HeadPhone」裏面パネルにはM型コネクタの「ANT」、BNC型コネクタ「RX ANT」、「KEY」(エレキーのマニピレータ用と縦振れキーの2つ)

 ケース上面には、小型スピーカーを取り付け、ヘッドフォン無しでも聞けるようにします。

■ 1月15日 新トランシーバ用ケース
 右側のベージュ色のケースが、新たに使う予定のケースです。

 20数年前に購入して実家の押入れの奥に仕舞い込んでいたものですが、大きさが丁度よさそうで引っ張り出してきました。
 元々はアイボリーホワイトだったはずですが、しみや、経年変化に伴う変色で汚れてしまっているので、ケースの再塗装を行ってから使用します。

 今回は、@DDS VFO 以外にAエレキー機能(別基板)、B低周波増幅段にローパスフィルターの追加、Cスピーカーの内臓も併せて行うため、ケースサイズも一回り大きくしたので、前記の基板くらいは収容できるかなーと考えています。

■ 1月14日 DDS-VFO MC-50出力特性
 VFOの出力波形をモニターしてみました。
 10MHzのローパスフィルターが組み込んであるそうで、写真のとおりきれいな波形をしています。











 完成後、周波数の変動および精度の確認を行いました。

 その前段として、ロータリー・エンコーダの設定や「RIT」設定など、一通り作業しましたが、説明書を一度読んだくらいでは、操作手順が理解できず、なんども初期値に戻しながら設定しました。おかしな設定になってしまったら、初期化が一番手っ取り早いようです。

 肝心の周波数ですが、私のところの周波数カウンタでは、およそ100Hzのずれが生じていました。
 また、VFO基板の周囲温度が周波数変動に大きく影響します。室温20度〜10度への変化(暖房を止めて約5時間放置)で、80Hzほど温度の低下に併せて周波数が下がりましたが、極端な温度変化さえなければ、十分な周波数安定度を確保しているようです。


■ 1月13日 DDS-VFO MC-50完成
 奥側左(14P)・右(20P)に見えているのが、接続用ピン・ヘッダーです。
 ピンヘッダーは、逆方向でも差し込めますので、間違わないようにするため、かならず、1番端子にはマジック等で印を付けておきます。









 ピン側の加工状態です。ピン単独で配線コードをハンダ付けすると、強度的に弱く頼りないですが、ユニバーサル基板を必要なサイズに切断し、この基板にコードをハンダ付けすると、十分な強度を確保できるし、ハンダ付け作業も楽に行えます。

 接続は、この加工したピンプラグを基板側のコネクタに差し込みますが、基板が少し大きく周りにでているので、コネクタを抜き差しするときも、楽に作業ができます。
VY FBな仕掛けです。


 配線材料には、フラットケーブルも使ってみましたが、半田付けのしやすさから、今回は単線コードを使いました。

 ピン・ヘッダー基板には順番を間違えないように奇数端子(写真下の下側)は「黄色」、偶数端子(上側)は「緑」というように色分けしています。





 写真左端が別途購入の20Pピン・ヘッダーです。信号線20P全てを使うわけではないので、配線をじか付けしてもOKですが、ケースに組み込むこととメンテナンスを考え取り外しに便利が良いよう、ピン・ヘッダーを使っています。

 PIC-ICをソケットに挿入する際は、体に溜まっている静電気でICを壊さないように、アース等で静電気を逃がしてから、作業してください。特に冬場は、空気が乾燥しているので、体に静電気が帯電し易く、要注意です。












■ 1月11日 ロータリー・エンコーダ−2種
 基板には周波数のUP/Down制御SWがありますが、VFOの周波数はツマミで回さないと具合悪く、そのために必要なロータリー・エンコーダーです。

 左のものは、機械式で200円/個(秋月電子で購入)。
 機械式であるため、チャタリングによる誤信号の発生は避けられませんが、A相〜G、B相〜G間に0.1μF程度のコンデンサを入れるとチャタリング抑止効果があるとの記載が他のHPに掲載してありました。
 端子は、写真左側より、G、B相、A相の順になっています。

 右のものは光学式(コパル:RES20D25-201-1)で、メーカーもしっかりしていますが、価格もそれなりに2,500円/個(サトー電気で購入)しました。なお、光学式のものは内部のフォトトランジスタ等の動作電源に+5Vが必要になります。


■ 1月 9日 DDS-VFO MC-50が届いてきました
 KEM-DDS-VFO-MC50(マイコン制御デジタルVFO)のキットに含まれるパーツ類です。

 今回の作り変えの中心になるユニットです。本来のDDS-VFOとしての機能以外に、エレキー、送信部・受信部のブレークイン制御、受信部へのMUTE信号出力があり、多機能な基板です。

 14ピンのピン・ヘッダー(液晶表示部用)は、含まれていますが、外部SW類の接続端子(26P)に使用するピン・ヘッダーは含まれていません。
 私は、20P(10P×2)のものを別途購入しました。



 1台目のCWトランシーバです。
昨年(2007年)12月に完成し、国内QSOの実績もあります。
 受信はLCのVFO、送信はVXOを使用しているため、送信可能周波数は7,020kHz〜7,025kHzの5kHzと狭く、受信周波数も直読することはできません。

 詳しい製作記事は、「7MHzCWトランシーバ」、「7MHz CW送信機」、「7MHzCW・SSB受信機」のタイトルで、 ブログ 「JA5DBE's CoffeeBreak」  に掲載していますので、そちらを併せてごらんください。