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2009年11月7日土曜日

【回路】世羅多フィルタとLA1600

【回路:Cerladder Filter and a Radio chip LA1600】
AMラジオチップLA1600】(SANYO /現 ON semi.)
 LA1600と言うラジオ用のICは、思い切った発想から最少の外付け部品で実用的なAMラジオを実現したICです。 三洋セミコンダクタ社が開発したAMラジオ専用チップです。

 必要な機能に絞り、たった9ピンでRFアンプ付きスーパ・ヘテロダインを実現しています。 あとはお好みの低周波アンプを付ければAMラジオが完成してしまいます。しかもかなり高性能です。 スーパ・ヘテロダイン方式の発明者:E.H・アームストロングが見たらきっと目を回すにちがいありません。(笑)

 残念なことにこのLA1600もついに生産終了です。 今では小径になってしまった4インチ・ウエファの生産ラインが終息するためのようです。 採算性の良くない製品を整理する意味もあるのでしょう。
 AMラジオ単機能のICチップは自作アマチュアには有難くてもセットメーカーにとって好都合とは言えません。 今どきAMだけのラジオはオモチャのような扱いです。 付加価値を付けるためにFM付きラジオにするなら別のチップ(例えばTA2003Pなど)を選ぶ方が賢明でしょう。既にLA1600のニーズは減っていた筈です。

 AM放送は不滅だと思っていますが、シンプルな専用ICが消えるのも時代の流れでしょう。 ただ、このICの機能ならトランジスタ3〜4石で十分に実現可能なのであまり悲観的になる必要はないと思います。 トランジスタを使った設計なら部品数は増えますが設計の自由度が増えると言ったメリットがあります。 生産中止で僅か100円のICチップがあまりにも高騰するようなら違う手を考えるべきでしょう。安いからこそ意味があったICチップです。

 それでもまだ入手はできますしパーツボックスに眠ったままのLA1600もたくさんありそうです。 世羅多フィルタと組み合わせ、BFOも付加すれば立派なHAM用通信型受信機になるでしょう。もう暫く利用価値がありそうなので検討してみましょう。

世羅多フィルタ(せらだフィルタ)のマッチング回路】(LA1600)
 以前あったweb記事では既成のコイルで済ませる関係で回路形式は限られてしまいました。 コイルを自分で巻くつもりなら回路設計の幅が広がります。

 :CSB455E(村田製作所)を使う前提で設計しています。中国製CRB455Eの場合、厳密には設計変更が必要になります。但し、そのまま作っても極端にずれてはいないので十分に実用範囲でしょう。

 左図のFig.1は世羅多フィルタ(せらだフィルタ*1)に合わせたIFTを作って最適化をはかる方法です。 入力側:T1はLA1600のミキサー負荷の高インピーダンスを世羅多フィルタの低インピーダンスに変換します。 出力側:T2は世羅多フィルタの低インピーダンスをLA1600のIFインピーダンスに合わせるためのトランスです。 LA1600のIFアンプのインピーダンスは明確にはわかりませんが、2kΩくらいのようでした。T2はそれに合うよう設計しました。

【コラム: 世羅多フィルタとは?】  これは私の造語です。セラミック振動子を使ったラダーフィルタの愛称で「世羅多フィルタ」と名付けました。 セラミック振動子を数使っているフィルタと言う意味も掛けています。 更に世界中に、すなわち世羅に広がって欲しいと言う気持ちも込めています。「世羅多フィルタ」と愛称していただけたら嬉しいです。

 Fig.2は既におなじみの方法です。 FET:2SK241(Yが良いがGRも可です)が一つ増えますが出力側IFTの構造は簡単になります。  またFig.1よりもトランスによる「昇圧利得」が大きくなるで、通信型受信機としてゲインに余裕が増えます。 もともとはアイテック社製SR-7受信機の改造のために応急に考えた方法でしたが、悪くない方法だったと思います。

 この2SK241の部分ですが、FETはさして増幅していません。 FETの増幅作用によるゲインは僅か数倍くらいです。 大半の利得はT102の巻数比による昇圧利得によるものです。 FETはインピーダンス変換が主目的です。 ゲインはあまり稼がない方が安全です。 ドレイン負荷を単なる低抵抗にしているのはそのような意味からです。 FETは2SK19、2SK41、2SK192などでも大丈夫でしょう。(Idss=1〜5mAくらいのランクが良いです)
 ここを抵抗器ではなくIFTにすればゲインがアップしますが、発振気味になっては困ります。 IFTを離調させたり抵抗をパラに入れQダンプして発振を止めるくらいなら最初から抵抗器を使う方が賢明です。

 SR-7の例で言えばゲインが不足して相手の信号が聞こえないとは考えにくいでしょう。 聞こえないのはコンディションが悪いかアンテナが上手くないなのであって、そんな状況では自局の波も良く飛んで行きません。 受信機は必要以上にゲインを稼ぐ意味はなく、むしろ安定に動作することを優先すべきです。

7PLAコイル
 東光製のトランジスタ回路用7mm角コイルです。  HAMの自作でおなじみだった7Kタイプとは異なった内部構造です。 おもに中波帯以下の低い周波数で使うものでしょう。 巻溝付きのボビンではなく、鼓(ツヅミ)型のフェライト・コアに直接巻線します。

 可変コアは鼓を覆うようなカップ型をしており外周にネジが切ってあります。そのネジとシールドケースのネジが勘合してカップ型コアの上下でインダクタンスを加減します。 組み立て易く部品も少ないうまい構造だと思いました。 分解も容易なので改造目的にはマッチしています。

 小指の先ほどの小さなコイルですが、455kHzでQu=100以上が得られるのでSTARの大きな真空管用IFTと比べても遜色のない性能です。 但しこうしたトランジスタ用のボビン/コアは1次と2次の巻き線が構造上必ず密結合になります。 真空管用IFTのような復同調形式にするには2個使ってC結合で実現しなくてはなりません。(2個のコイル間をリンク結合する方法でも可能ですがそうそう単純に性能が出せません)

# 上記7PLAコイルの巻き方については次回のBlog(←リンク)で扱っています。

SR-7DXの回路】(おまけ)
 アイテック製のSR-7を世羅多フィルタ付きに改造する方法を示します。

 これは以前webに公開していたものと同じです。 LA1600を扱ったのに回路図がないと寂しいので「おまけ」で付けておきます。

 この回路の個人的な利用に制限はありません。もし拙Blogの記事や回路を参照して受信機の製作記をお書きなら引用元を明確にしておいてください。 オリジナルの情報がわかれば追試するときの参考になります。

 なお、少々部品定数を変えた程度でご自身のオリジナルであるとするご主張は認められません。まさかとは思いますが、商用的にご利用したいならお問い合わせをお願いします。

# 『世羅多フィルタの実装方法』を扱うBlogは:→→こちらから。

7PLAコイルの巻き方へ(つづく

(Bloggerの新仕様対応済み。2017.04.02)

18 件のコメント:

JE6LVE/Takahashi さんのコメント...

おはようございます。

LA1600も生産中止なんですね。
アマチュアに便利なICが減っていくのは時代の流れでしょうが残念です。

コイル巻きはどうしても敬遠される作業のようですが、
コアの入手もけっこう問題です。
どうしても入手が楽なFCZコイルに頼ってしまいますね。
ご紹介の7PLAコイルは初めて知りましたが簡単に入手できる物なのでしょうか?

次はTCA440かな?^^

TTT/hiro さんのコメント...

JE6LVE 高橋さん、おはようございます。

早速のコメント有難うございます。
> LA1600も生産中止なんですね。
メーカーのサイトでアナウンスされていますね。 中国製のセカンドソースが既にあるようなのですが・・。(笑)

> コアの入手もけっこう問題です。
コイルの部品は秋葉原でも限られたお店にしか置いてありません。既製品の改造かジャンクの入手以外に良い手はないようです。 自分でコイルが巻けるようになると自作RF回路の性能もグーンとアップするのですけれど・・・。

> 簡単に入手できる物なのでしょうか?
簡単に入手できそうにないので、必要な人に無償(SASE)で頒布したいと思います。 なお既成のFCZコイルについても触れる予定です。

> 次はTCA440かな?^^
世羅多フィルタをTCA440に使うなら、Fig.1の方法が良いと思います。 或はFig.2でも良いでしょう。 個別に扱う必要がありそうなら、TCA440もテーマにしたいと思っています。(ただ、入手性がかなり悪いので・・・)

JJ3CMV 酒井 さんのコメント...

こんにちは。
今年も残すところ2ヶ月を切りました。この時期になると、今年(毎年?)の目標である自作無線機の完成が絶望的となり、焦ってしまうのです。

TTT/hiroさんのSR-7DXX+DDSを作りかけで進捗していません。(基板が完成していると言えば完成しているのですけど・・・)

まだ、2ヶ月あるので、気合次第なのですが、いろんなところに目が行ってしまいます。寄り道を楽しむんだと言い訳を・・・。

現在の『寄り道』は、オーストラリアから取り寄せたアンテナアナライザのキットを作っております。(マンションなので、アンテナなんか立てられないのに。笑)

アンテナアナライザ(VK5JST)
http://www.users.on.net/~endsodds/analsr.htm

TTT/hiro さんのコメント...

JJ3CMV 酒井さん、こんにちは。

コメント有難うございます。
> 目標である自作無線機の完成が絶望的となり・・・
お休みの日数も限られて来ましたね。 それに年末は大掃除とか新年の準備もありますからコテを握るのも難しいです。(笑) 新年の工作にされたら良いかと思います。

> オーストラリアから取り寄せたアンテナアナライザ・・
リンクを辿って見てきました。 面白そうなキットですね。 使用目的は50Ω付近の測定が殆どでしょう。アンテナ調整用としてSWR=1のポイントが精度よくわかれば十分ですから役立つと思います。 測定範囲を絞ることでうまく纏めたようですね。 できたらぜひご紹介下さい。

> マンションなので、アンテナなんか・・・
短縮アンテナや移動用アンテナの設営に大活躍すると思います。 諦めずに頑張って下さい!

jo7wai/takahashi さんのコメント...

LA1600は玉手箱の中に10本程はあるはず。
2SK241も439も、7PLAコイルも、そして世羅多フィルタも手元にあります。
これでは早く作りなさいと言われている様なものですね。
ここのところずっと、CWで空に出るのが楽しくて製作からは遠ざかってしまいました。今日もコンテストで遊んでいました(笑)。
この受信機と先の送信機を組み合わせれば、実用的なトランシーバが出来そうですので、冬休み(あるのだろうか??)の課題にしましょう。

JR2WZQ 河野 さんのコメント...

今日、JARL三重県支部大会の会場にてとある方と雑談してLA1600が製造中止になるとお話したところ、TA7358PGのデータシートがメーカーのウェブサイトから消えたという話を聞きました。帰宅して検索したところ、確かにそうでした(それ以外の多数のICも一緒に消えていました)。TA7358PGはJF1RNR今井OMの著書で多用されていましたが、これも入手が難しくなるようだと、自作がますます困難になると感じざるをえません。

TTT/hiro さんのコメント...

JO7WAI 高橋さん、こんばんは。

コメント有難うございます。
> 作りなさいと言われている様なものですね。
実際には、板金加工の手間が掛からないアイテックのキットを製作されるお方が多いようです。 高橋さんは機械加工の方もお手のものですから、Full自作で挑戦されて下さい。 マルチバンドも良いですが、ここはシンプルに7MHzモノバンドで行くと完成度も高くなると思います。 もしダイヤルのデジタル表示がご希望ならAVRマイコンを供給しますよ。アナログ・ダイヤル+マーカー・オシレータと言うのも楽しいかも。(笑)

> 実用的なトランシーバが出来そうです・・・
すでに世羅多フィルタの切れ味はご経験ですね。 選択度に優れた実用的な受信部が自作できるとお感じでしょう。 自作受信機は同調し易いダイヤル機構が実用性のポイントです。 手持ち部品を活用されて、ぜひ試して下さい。

TTT/hiro さんのコメント...

JR2WZQ 河野さん、こんばんは。

コメント有難うございます。
> TA7358PGのデータシートがメーカーの・・・
少し前のBlogにも書きましたがこうした集積度の低いアナログICは次々に姿を消しています。 しかしJRCのNJM2594は現行品ですのでこれがお薦めです。NECのμPC1037Hと機能的に上位互換品です。面実装型ですがTA7358P/APなどより電源電圧範囲が広くて使い易いです。

> 自作がますます困難になると感じざるをえません。
DBMのICですが、Di-DBM+1石アンプくらいで十分代替できるので悲観しないで下さい。 むしろTA7358より性能は良いですから工夫して乗り切りましょう。 Diはシットキーでもゲルマでも良いです。(笑)

jo7wai/takahashi さんのコメント...

アイテックの千葉さんの著書を読んで、手持ち部品と蛇の目基板、ケースは手加工でキット同様に組んだ事があります。無線の免許を取得する以前、mixiにも参加する以前の事でした。その時はSSBを聴いて、まあこんな物か・・・と。その後、解体してしまいました。その時はゼネカバの受信機とBCLに興味があったものですから。

その時の経験はあるので手を付ければ速いと思うのです。おっしゃる通り、ダイヤル機構がネックですね。今ならば受信帯域は7000~7030kHzで十分です。

秘蔵?の副尺付きバーニアを奢りましょう。4回転で100目盛り、30kHzとなりますから良い塩梅かも知れません。

TTT/hiro さんのコメント...

JO7WAI 高橋さん、こんばんは。

コメント有難うございます。
> 手加工でキット同様に組んだ事があります。
 あのままのSR-7ではBCL用が精一杯の性能でしょうね。入門者向け簡易短波受信機の位置づけですから仕方ありません。
 幸い周波数安定度はまずまずとのことでしたからHAMが使う上で足りないのは選択度と言うことから世羅多フィルタを付けてみようと言う話になった思います。  追試結果からフィルタの通過ロスを抑えて多少なりとも感度アップしたのがSR-7DXです。 あとはイメージ比を改善すれば一段と良くなります。(SR-7DXX)

 良いアンテナを使えば交信に使える受信機に生れ変わったと思います。 選局を容易にするために可変範囲を狭く改造されているお方も多いですね。 CW専用なら50kHz以下にしてしまえば同調操作も容易になるでしょう。

> 副尺付きバーニアを奢りましょう。
それを使えばもう十分すぎますね。 なるべく大きなツマミを付けてやれば50kHzくらいの可変範囲ならVC直結でも何とかなるくらいなんですから。 バーニヤダイヤルを使えば100kHz可変にしても大丈夫ですよ。 軸受けにベアリングの使ってあるエヤーバリコンをお使い下さい。

 コイルの調整が面倒ですが、局発コイルはタイトボビンに巻き、トリマやバリコンにエヤータイプを使うと非常に周波数安定度の良い受信機になります。もちろんフェライトコアやダストコアは使いません。 部品はお持ちだと思うので是非活用されて下さい。 φ8mmのTr用ボビンより一段と改善されますよ。

jR2WZQ 河野 さんのコメント...

> JRCのNJM2594は現行品ですので・・・
サトー電気で入手できるようですが、値段がやや高めですね。面実装用ということで、ピンのピッチが狭いというところも、ちょっと敷居が高いです。まずは貴重な情報のご提供に感謝いたします。

TTT/hiro さんのコメント...

JR2WZQ 河野さん、こんばんは。

コメント有難うございます。
> 面実装用ということで、・・・敷居が高いです。
 自分で基板を起こされるお方にはまったく問題ないと思います。手付けの場合は秋月の変換基板に載せてしまえば扱いも容易でした。
 YAESUのFT-817NDにも使われているそうで、悪くないICですので使い方を研究しておくと良いでしょう。皆さんが使うようになればお値段も下がると思いますよ。(笑)

 なるべくデバイスに縛られないような・・・選択肢の広い設計をしておくのが良いと思っています。 LA1600やTA7358がなくても特に心配はしておりません。
 2SK241がなくなる方がずっと困りますね。2SK439は生産終了だし、2SK544が互換品なのですがむしろ手に入りにくいし・・・。秋月で安価なGaAs-MES FET:SGM2006Mが品切れになったのも悲しいことです。

ja8irq/福島 さんのコメント...

TTTさん、いつもありがとうございます。昨日、札幌QRPミーティングがありましてSR7DXXを使ったトランシーバを持参された方がいました。

ところで、2SK125の同等品らしいSST310というチップ部品があるのですが、どなたか使われた方いますか?

1個12円ならまとめ買いしても・・と悪魔のささやきが。

TTT/hiro さんのコメント...

JA8IRQ 福島さん、こんばんは。

タブで選択ございます。
> SR7DXXを使ったトランシーバを持参された方が・・・
皆さんのご評価は如何でしたか? 持参されたお方の自信作だと思いますので、なかなか良く聞こえたのではないでしょうか?(笑)

> 2SK125の同等品らしいSST310という・・・
この件に関しては、2009年8月26日のBlog「Junk Boxの友か」(←リンク)にて、JN3XBY岩永さんとJE6LVE高橋さんのコメントがありました。その際に同じようにお答えしていますが、改めて書いておきます。

SST310は、有名なシリコニクス社:J-310、U-310(2SK125の原型)と同じ中身を面実装パッケージに納めたものです。従って、形状こそ違いますがそれぞれ同等に使えます。

但し、今までの経験から判断すると、それほどたくさん使うようなFETでもないのと、今ではより良いRFアンプの方式が確立していますので、せいぜい10個くらいお持ちになっていれば十分ではないかと思います。それにGG-Amp以外 の用途では別のFETの方が使い易いです。

また、2SK19や2SK192AのIdssが大きなランク・・BLランク単体あるいはパラ、又はGRランクなら3個パラで使えば、入力インピーダンス特性、ノイズ特性およびゲインともに同等になるのを確認しています。 多くの場合これで十分代替できますので、無いものを無理に探されるより、工夫されることをお薦めしたいと思います。

jr7han さんのコメント...

JR7HAN 花野です

ご無沙汰しております。
懐かしい話題なので出てきました。

加藤さんのアドバイスで改造したSR-7は相変わらず元気で、自宅に戻ったときは7003付近の”ながらワッチ”に大活躍しています。
CQが聞こえればそのまま交信にも使っていまして、QP-7との組合せで300交信くらいになっているはずです(200交信くらいまでは数えたのですが、単身赴任してしまったあとの分は数えていないので)。
世羅多フィルタのおかげですね。

ご存じのように、フロントエンドは部品の手持ちの関係で複同調に改造して終わりでしたが、これでも十分感度はよくて、FT-1000MPで聞こえる局は全て聞こえます。
もっとも、1000MPでカスカスの局はさすがに”存在が分かる”程度ですが。

千葉市某所のELRとも交信してましたから、実用性は十分でしょうHiHi

7004とかに強力JCCペディ局が出てきてCQ連呼するとうるさくなるので、フロントエンドにアンプを入れなくて帰って正解だったかなと思ったりもしました。

改造をしたのがもう5年近くも前のことかと思うとなんだか懐かしいですね。
頂いたセラロックを分類した残りとかはまだ何セットもありますから、欲しい方にはいつでも差し上げることができます。

では!

TTT/hiro さんのコメント...

JR7HAN 花野さん、こんばんは。

コメントありがとうございます。
> SR-7は相変わらず元気で・・・・
シンプルで手軽な受信機として活躍しているようですね。消費電流も僅かですから電池2本でも暫く使えるのではないかと思います。 Over 300交信とは素晴らしいです。 最初はオモチャ扱いの受信機だったのですからね。(笑)

> 某所のELRとも交信してましたから・・・
超念力交信にも十分お役に立ったと言うことですね。(爆)

> フロントエンドにアンプを入れなくて帰って正解・・
RF同調が少ないのでイメージ比が良くありません。 2〜3段の同調回路をフロントエンドに起きたいので、そんな時はLossを補う程度のRFアンプがあると良さそうです。 現状でも良いアンテナに繋げば十分なゲイン/感度がありますね。

> 残りとかはまだ何セットもありますから・・・
拙宅にも測定評価に使った残りのセラロックがありますので供給できます。未選別品もありますので・・・(笑)

jr7han さんのコメント...

加藤さん、レスどうも。

SR-7改の難点と言えば、2信号特性が悪いことくらいで、消費電流は少ないし、VFOの安定度もよいし(最初の15分くらいは動きますが、実際上、5分も立てば実用域です)、感度はELRのCQもキャッチできるくらいだし、で実用上ほとんど問題ありません。

2信号特性が悪い点も、7003聞いているときに7004に599++のJCCペディ局がCQ連呼するのがモガモガして気になるくらいで、これさえいなければ平和そのものです。
さすがにALL JAコンテストには使いませんからね。

今は、BFOに使った445のセラロックが入手できないようなので、世羅多化は容易ではないかもしれませんが、皆さんもっと実戦に活用すればいいのになぁ、といつも思っておりました。

明日はQRPクラブの全国集会です。
久しぶりに無線の話でリフレッシュしてきます。
では!

TTT/hiro さんのコメント...

JR7HAN 花野さん、こんばんは。

コメント有難うございます。
> 2信号特性が悪いことくらいで・・・
ミキサーがギルバートセルDBMなのに加えて、電源電圧が低いので苦しいのでしょうね。 大きなアンテナを繋ぐ受信機用は想定外でしょうから仕方ありません。 でもそれを補って余るくらいのメリットがありますね。(笑)

> BFOに使った445のセラロックが入手できない・・・
某所にあるようですが、実際に購入していないのでわかりません。 自励発振のBFOにするか、455のセラロックをVXOする方法が良いと思います。 どちらの方法もそれほど難しくはないです・・・。

> 明日はQRPクラブの全国集会です。
お楽しみになってきて下さい。 来年の話しは鬼が笑いそうですが参加できたらと思っています。(爆)