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2009年12月13日日曜日

【HAM】Gennyちゃん

2石再生式受信機:0-T-1
 0-T-1(ゼロ・ティー・ワン)とは、高周波増幅ナシ(ゼロ)、トランジスタで検波(T)、そして低周波増幅1段と言う、受信機の形式を示しています。

 たったの2石でも上手に作ればかなり良く聞こえる短波受信機になります。 もちろん、最低限の構成なので0-T-2にしてスピーカを鳴らすとか、高周波増幅を追加して1-T-2にするなど、発展も楽しめるでしょう。

 中波帯の入門ラジオではレフレックス方式にして2石でスピーカを鳴らす形式も多いのですが、こうした再生式受信機とはまた異なるものでしょう。 HAM用再生式受信機では常に再生度を調整しながら受信します。 発振寸前の状態でAMを受信し、軽い発振状態まで再生を強めればCWのビートが聞こえます。 再生作用による選択度と利得の上昇が体感できる受信機なのです。

 受信にあたって、再生度の加減は言うまでもありませんが、アンテナとの結合具合の加減もとても大切です。 良好に受信するためには操作に感性やスキルが必要なので相応の訓練を要します。 簡単な回路なので、お子様向きのように見えますが、良く聞こえる所まで常に加減しつつ受信するのは難しいものです。 製作にあたっても回路図の裏まで見透かせないと本領を発揮し得ないですから、何とも「おとな」のRadioなのです。 尤も今どきの子供はラジオなんかに興味は示さないでしょうけれど。 ラジオなんか弄ってみたいのは大昔ラジオ少年だった爺さんだけでしょう。(笑)

 この「再生気味」、「発振気味」と言うのはアナログ回路をいじる者にはとても役立つ感性だと思います。 一度は体験して感性を磨いておくと大いに役立つのですが・・・アナログ回路そのものが衰退してしまいましたね。

 回路はJA1FG梶井OM(故人)によるものです。 作り易いよう原典に注釈などを加えておきました。 1960年代の設計ですからゲルマニウム・トランジスタが使われています。 もちろん現代的にシリコン・トランジスタ化しても良いのですがバイアス抵抗の加減を要するかもしれません。 ゲルトラを溜め込んでいるお方もあるようですから、こんな受信機でノスタルジックな製作を楽しまれては如何でしょうか?

参考:回路定数を検討してみましたが、そのままシリコンTrに置き換えても概ね大丈夫なようです。 Q1,Q2ともに少々古典的ですが2SA495や汎用品の2SA1015Yあたりでも良いかもしれません。もう少し高周波(RF)向きのトランジスタを探すのも面白いと思います。 あるいは電源とC7,C8,C10の極性を変更してSi-NPN-Trに置き換えるのも良いでしょう。Q1には2SC1923Yや2SC2668Yがお勧めです。Q2は2SC1815Yや2SC2458Yが良いでしょう。ゲルマニウム・トランジスタに比べてバラツキが少ないので製作の再現性は向上します。

 受信周波数範囲ですが、回路図通りのコイル(L=約3.8μH)で概略4.5MHz〜13MHzがカバーできます。 HAMバンドとしては7MHz帯と10MHz帯の受信が可能です。 BCL用としては6MHz帯、9MHz帯、11MHz帯の各放送バンドが受信できます。 もし受信範囲が広過ぎるようでしたら主バリコンをもっと小容量にし、固定コンデンサと組み合わせ受信範囲を狭めて下さい。

 短波帯の受信機にはバーニヤ・ダイヤルや糸掛け式のような減速ダイヤルメカが是非とも必要です。 そのうえで小容量のスプレッド・バリコンも設けます。 減速ダイヤルなしでは同調がシビア過ぎて、マトモな受信はできないでしょう。 回路は良く似ていても中波帯のラジオとは大きく異なる部分です。(どんな短波帯受信機でもダイヤル機構の部分には十分な手間を掛けるべきです。それがオモチャか実用品かの分かれ目になります)

【2SA70と2SA156】
 どちらも短波帯に使える代表的なゲルマニウム・トランジスタです。 再生検波のQ1のところに使うものですが、他にも同様に使えるものはたくさん存在します。

 トランジスタ規格表のfabまたはftの項目を見て30MHz以上あれば十分使える可能性があると思って良いでしょう。 少々低いと思っても試してみる価値はあります。 古いトランジスタは同じ型番でもバラツキが大きいからです。

 もちろん、もっと高い周波数まで使えるトランジスタでも良いのですが、再生検波には向き・不向きがあるので差し替えてみると面白いでしょう。 最大コレクタ電流が小さくコレクタ損失も小さめのもの・・即ち、トランジスタ・チップのサイズが小さいものが良好と言う傾向があります。 良いものは再生の掛かり方がスムースです。 向かないものは、いきなり強い発振状態に移行してしまい再生の加減がしにくいのです。

 写真の2SA70は4本足です。これはメタル缶をGNDにアースするための「シールド」の引き出し線があるからです。 通常は回路のアースに接続して使用します。 多くのメタル缶入り高周波用トランジスタがシールド付きでした。 但しメタル缶トランジスタの「缶」は個別の引き出し線があるもののほかに、コレクタ、ベース、エミッタの何れかのリード線に接続されたもの、或はまったく無接続のものなど様々なので注意を要します。 シリコン・トランジスタに比べてゲルマニウム・トランジスタは電気的にも熱的にも遥かに脆弱ですから、製作時の扱いには注意を要します。

【Airdux Coil】
 いまならAmidonのトロイダルコアでも使う方が良いかも知れません。 オリジナルの回路では200816と言うエヤーダックス・コイルが使われていました。

 直径が20mmで、巻線径は0.8mm、そしてピッチが1.6mmと言うものです。 拙宅にも幾つか昔買ったものが残っていましたが、残念ながらオリジナルで指定のものはありませんでした。 ボビンに巻いたコイルでも十分なので、20mmの樹脂製のパイプに巻き線すれば代替できます。

 Airdux Coilというのは米国のBarker & Williamson社がオリジナルでしょう。 初期の頃は輸入品もあったようですが、高価だったので間もなく国産化されました。
 HAM用品の販売店:トヨムラが生産委託し永い間販売していたのですが、1970年代の終わりに生産中止になりました。 製造委託先は個人の会社だったそうで、ご高齢のために仕事をやめたと言うように聞いています。 エヤーダックス・コイルは真空管時代のコイルでした。大きくてトランジスタ時代にはマッチしなかったので需要も暫減していたのでしょう。 しかし生産中止はアンテナ関係やリニヤアンプの自作家にとってはかなり痛手でした。過去の多くの製作記事がそれを使う前提で書かれていたのですから。

Scout Regen Receiver
 海外では再生(Regeneration)式の受信機が(今でも)入門用として推奨されています。 写真はJG1EAD仙波さんが最近キットを輸入されたものです。(今年の忘年会@新宿で撮影:TNX! JG1EAD)

 コイル・ボビンはステアタイト製のように見えますが樹脂製だそうです。 フィードバック・コイルとの結合度の関係から、トロイダルコアよりも空芯コイルの方が向いているようです。 再生度の加減はVCによる方法です。 きちんとしたアンテナを付けるとHAMバンドも結構聞こえるそうです。

 ところで、標題の「Gennyちゃん」ですが、再生式受信機の愛称だそうです。 再生式受信機は米国でも古くからポピュラーで「ジェニーちゃん」の愛称で親しまれていたとか。 なお超再生受信機は「スーパー・ リゼ」と言います。「スーパー・ジェニーちゃん」じゃないのですね。hi hi (再生式、超再生式を区別せずにRegennyとかGenny Receiverと言うようです)

もう少し高級だが案外作り易い4石式再生式受信機のBlogは:=>こちらから。

(おわり)

(Bloggerの新仕様に対応済み。2017.04.03)

14 件のコメント:

JE6LVE/Takahashi さんのコメント...

おはようございます。

再生受信機はほとんど使った経験がありません。
作った並四ぐらいでしょうか。
プラグインコイルでバンドを変えるタイプのキットが
科学教材社などから発売されていました。

超再生は2石でVHFが聞けると言うことで子供の頃何度か作りましたが調整がとてもシビアで苦労した記憶があります。
プラケースに入れていたためかもしれませんが。

最近では12AU7を使った単球超再生VHFレシーバーを作りましたがこれはちゃんと動作しています。Hi

手持ちのエアダックスコイルを見てみると150509でした。
半導体機器にはエアダックスコイルはちょっと大きすぎますね。
最近はトロイダルコアが使えるのでコアの材質がわかれば必要なコイルが作れるのも大きいと思いますが。

TTT/hiro さんのコメント...

JE6LVE 高橋さん、おはようございます。

さっそくのコメント有難うございます。
> プラケースに入れていたためかもしれませんが。
たぶん、それが原因でしょうね。 中波帯ならプラ箱でも大丈夫ですが、HF〜VHFではボディ(ハンド)・エフェクトがかなりあります。金属の箱に入れても上手に作らないと影響が出ますから。

> 12AU7を使った単球超再生VHFレシーバー・・・
私も50MHzの超再生を作ったことがありますが、再生検波式よりも容易だったような印象があります。 但し、ベストな状態なのかはわかりませんでしたが。(笑)

> エアダックスコイルはちょっと大きすぎますね。
大き過ぎるのと、シールドしにくいのが弱点ですね。10KボビンやFCZコイルが登場してコンパクトに組んでも大丈夫になったのは大きいと思います。 トロイダルも普通はシールドいらずなので有難いです。(田舎ではコアが手に入らないのが難点ですけど)

今も昔もコイルの部分が自作の難関でしたね。hi hi

JR2WZQ 河野 さんのコメント...

おはようございます。
 私も超再生受信機は中学生だった頃から何度も作りましたが、再生受信機はまだ作ったことがありません。ゲルマニウムトランジスタを徐々に溜め込んできてしまったので(苦笑)、大変参考になります。
 先日、2SA339という松下の超小型のゲルマニウムトランジスタを某ジャンク屋で見つけたので確保しました。チップが小さいのが良いということであれば、うまく使えるトランジスタかも知れません。比較できそうなゲルマニウムトランジスタも多種ありますので(苦笑)、楽しめ(苦しみ)そうです。

JG6DFK/1 さんのコメント...

おはようございます。「Gennyちゃん」と聞いて、最初は某玩具メーカの人形かと思いました(笑)

実は私もゲルトラを山ほど溜め込んでいたりします。このままでは持ち主と一緒に埋葬でしょうか(爆)

それはさておき、私が初めて作ったラジオはゲルマラジオではなく、「ホーマー」の「2SP-211」という2SA100-2SB176の2石スピーカ式でした。電波の強い中波帯だからでしょうが、これでも結構よく鳴っていました。

これはレフレックス式でしたが、「MAXラジオパーツ」の説明書にはRFトランジスタのコレクタからアンテナコイルのタップへ戻す再生付きレフレックスの回路が紹介されていました。今でも互換品のアンテナコイルが売られていますから追試は可能でしょう。

再生式の受信機は球・石を問わずいくつも作りましたが、受信可能周波数範囲で一様に再生がかかるコイルを作るのに苦労した記憶があります。その点、「トリオ」の「並四コイル」はよくできていたと思います。

「エアダックスコイル」は名前こそ知っていたものの、一度も使ったことはありません。そういえば「BIJコイル」だったか、一時期類似品が出ていましたね。

TTT/hiro さんのコメント...

JR2WZQ 河野さん、おはようございます。

コメント有難うございます。
> 再生受信機はまだ作ったことがありません。
ぜひ一度お試しになって下さい。 再生式受信機の面白さが味わえると思います。

> 2SA339という松下の超小型のゲルマニウム・・・
そのTrはわかりませんが、外形の大きさのことではなくて、内部のPN接合部分の大きさのことです。hi 接合部の面積が小さいTrは接合容量が小さいうえ、小電流でも電流密度が確保できる関係で有利なのでしょう。 せいぜい数mAで使うこうした用途では重要なようですね。 規格表のIc(max)やPc(max)の数値が小さいものが該当すると思います。 お手持ちのTrを調べてみて下さい。

> 楽しめ(苦しみ)そうです。
6石スーパーなどよりも、トランジスタの個性が出易いので面白いと思います。 ラジオの実用品は幾らでも売っていますからカットアンドトライ的な部分を楽しむ自作の方が面白い筈です。 こんな部品の少ない受信機で良くも聞こえるものだ・・・とお感じになると思いますよ。 ぜひお楽しみを。

TTT/hiro さんのコメント...

JG6DFK/1 児玉さん、おはようございます。

コメント有難うございます。
> 最初は某玩具メーカの人形かと思いました(笑)
アメリカ人は何でも愛称がお好きらしく、Gennyちゃんと呼ぶようで面白いと思ったしだいです。児玉さんのお好きなのは、Glowbug式Gennyちゃんでしょう。 hi

> 2SA100-2SB176の2石・・・よく鳴っていました。
2石レフはうまく考えてあって実質4石相当の感度があるように感じました。 局からあまり遠くなければスピーカが十分鳴りました。 小学生のころ作りました。

> 「トリオ」の「並四コイル」はよくできていた・・・
研究して完成されたカタチなのでしょう。 ほか各社もほぼ同じような巻線構造になっていたと思います。

> 「エアダックスコイル」の・・類似品が・・・
類似品はホンモノ以上に良くできていたのですが高価だったので売れなかったのでしょうね。目にしなくなりました。 B&W社のAirduxなら今でも海外通販で買えるようです。 どうしても必要ならそれを買いましょう。 でもインチサイズなんですよねえ・・・。(笑)

tani さんのコメント...

JR2ATU 澤村です。
実は昨夜遅くまで再生式受信機をいじっていました。さっき起きたところです。
元ネタがあって、レストアマニアに怒られそうですがSTARのテストオシレータです。76単球、AFTフィードバックで変調、整流はセレンというものです。レストアしてみるかと入手したのですが、直したところでラジオと違って実用性はまったく無いのでゼネカバの受信機を狙いました。
筐体、LC、トランスを使ってヒーター巻き線を倍電圧整流して3端子で電源としました。残念ながら(笑)素子は近代的なものを使いました。2SK937(2SK125互換?)GG広帯域アンプ-2SK192ドレイン検波-2SK30AFアンプ-TA7252パワーアンプ(秋月のキット)+2SK192他励式です。ヒントは加藤OMの24VラジオとみのわOMの短波ラジオです。
まあ、なんやかんやとトラブル続きで夜中の数時間ですが、休み休みで半年ほど楽しめました。デカップリングの重要性やら、FETの特性やら改めて確認できました。最終的には再生の調整は2SK192のゲートをマイナス側に引っぱりました。(C電源!)
ストレート受信機は30年以上前に作った0-V-1(6AU6-6AV6)以来だったのですが、当時やはり自作のSBコイルを使った4球スーパー(RFなしIF1)より高感度だった覚えがあります。今回当時は持ってなかったSGで調整しましたが10M辺りでもAM40%MOD10dBuEMF(50Ω換算1.6uV位?合ってますか?)の信号が聞こえます。改めて再生式の威力を感じましたが、確かに「大人のラジオ」、RF、AFのボリューム、再生、同調を微妙に繰り返さないと最高感度は得られません。
残念ながら年末の引越しに向けて大小含めて大量の「ガラクタども」を片付けなくてはならず、当分半田ごては握れそうにありません。ちょっとロケーションだけは良くなりそうなのでそれだけが楽しみです。

TTT/hiro さんのコメント...

JR2ATU 澤村さん、こんにちは。

コメント有難うございます。
> 昨夜遅くまで再生式受信機をいじって・・・
そうでしたか。 偶然ですが、共通の話題になりましたね。(笑)

> 直したところでラジオと違って実用性はまったく無い・・
ラジオの調整くらいなら使えそうですが、今どきテストオシレータでは不満でしょうね。コイルやVCと同調機構を活用して受信機にする方が面白いと思います。

> 残念ながら(笑)素子は近代的なものを・・・
管球式で製作かと思いましたが・・・。(笑) 半導体式の方が良いでしょうねえ。 ICやFETを使った本格的なものになったようですね。

> 休み休みで半年ほど楽しめました。
はい。 大人がタップリ楽しめるでしょう。(笑)

> 4球スーパー(RFなしIF1)より高感度だった覚えが・・
うまく作った再生式受信機はDXingにも使えるほどですから、5球スーパより高感度だと思いますね。 但し、引き込みがあるのでSSBにはあまり向きません。 CWとAMなら問題ないです。

> 再生、同調を微妙に繰り返さないと最高感度は・・・
そうですね。 操作の煩雑さがあるので、バカちょんのスーパーヘテロダインに移行したような訳です。 オペレーターの能力が反映される受信機は業務には向かないですから。アマチュア業務なら問題ありません。(笑)

> ちょっとロケーションだけは良くなりそう・・・
無線を楽しむにはロケーションも大切です。年末の引っ越し大変そうですが、改善されるようでお目出度うございます。

角間 孜 さんのコメント...

加藤さん おはようございます。
JA1AJR角間です。
前回のテーマでは、ご親切な対応ありがとうございました。
再生式受信機には、昔、苦労したものですから、つい感想を書きたくなりました。
中学生の懐具合では、スーパー受信機の部品の購入などは夢のまた夢という状態でしたから、人からもらったラジオの部品、などを使いながら、組み上げたのですが、感度が悪く、たまに空中状態が良いと、西海岸のVOAが受かり、感激したものです。再生をかけない状態で、検波管のSG電圧を変え、一番感度が良くなるところを探し、その付近で再生が掛り始めるように調整しろと言われていたのですが、短波帯では信号源が無く、諦めていました。後から考えてみれば、中波が受かるコイルを巻いて、調整すればよかったのですが、当時は思いつきませんでした。
並四では、出力の大きいNHKの第1放送は聞こえるのですが、出力の小さい第2は聞こえなかった時代の話です。だから中波のコイルは巻かなかったというのは言い訳です。
結局、短波帯で、コイルのカソードタップを下げて行くと、だんだん感度が良くなることに気が付き、ようやくまともに聞こえるようになりました。
こんな状態が年をとった今でも続いていますから、はんだごてを握っていると毎日が感激の連続です。Hi

TTT/hiro さんのコメント...

JA1AJR 角間さん、こんばんは。 前のテーマ、うまく行くと良いですね。

コメント有難うございます。
> 昔、苦労したものですから、つい感想を・・・
今のように部品にも測定器にも恵まれなかった時代の自作は苦労が多かったですね。 特に再生検波の受信機はコイルの調整で追い込まないと最高感度にはならないと言われていました。 私もずいぶんコイルのタップを加減したものです。 定量的な評価が出来なかったので、良くなったのか、変化ナシなのか、はたまた悪くなったのか、明確に判別できなくて困ったものでした。(笑)

> 出力の小さい第2は聞こえなかった時代の話です。
第二放送も十分強力な時代に生まれたので、どちらも良く聞こえるラジオだとばかり思っておりました。hi

> はんだごてを握っていると毎日が感激の連続です。Hi
日々充実されているご様子がわかります。 私も頑張らなくては。hi hi

JG1EAD 仙波 さんのコメント...

加藤さん、皆さん、こんばんは。
Scout Regen Receiver写真でご紹介いただきありがとうございます。
そういえば、以前懇親会か何かで分けていただいた箱入り新品のゲルトラがあったなと思い引き出しをさぐってみたら、2SA52、2SA53、2SB54でした。2SAのは規格表を見るとConv用と455IF用でしたが前者は中波用のようで残念。
RadioShackのGlobePatrolもどきプロジェクトと勝手に名付けた1人プロジェクトもあったのですが頓挫したままです。hi

TTT/hiro さんのコメント...

JG1EAD 仙波さん、こんばんは。

コメント有難うございます。
> 写真でご紹介いただきありがとう・・・・
出演料もお支払いせず、申し訳ございません。(笑)

> 2SA52、2SA53、2SB54でした。
短波帯の低い方・・・7MHzくらいなら使えそうな気もします。 性能は良くないかも。 2SA1015でも良さそうですが、ゲルトラで製作されるなら何かお送りしますよ。

> 1人プロジェクトもあったのですが頓挫したまま・・
拙宅にも「計画倒れ品」が山積しております。 そもそも「思いつきだけ」と言うのもイッパイです。(笑)

そろそろ何とかしないと旨くありません。(冷汗)

JG1EAD 仙波 さんのコメント...

加藤さん、さっそくのレスありがとうございます。

> ゲルトラで製作されるなら何かお送りしますよ。

いえ、現代風シリコン版GlobePatrolで我慢します。もっとも、最近の石を使うと加藤さんも書いておられる通り、すぐに発振してしまって再生調整を滑らかに行うのがかえって難しいいかも。

TTT/hiro さんのコメント...

JG1EAD 仙波さん、再度こんばんは。

了解しました。 シリコンTrで作っても、カットアンドトライをたっぷり楽しめるのは変わらんでしょう。(笑)

> すぐに発振してしまって再生調整を滑らかに・・・
どうも、逆のようなんです。 (CW受信の場合ですが)良い石は微弱な発振からスムースに加減できるようです。 悪い石は、いっぱい正帰還を掛けないと発振に移行せず、いきなり強い発振に飛び込む感じでした。 

 石によって再生〜発振の過程は個性があるようです。フィードバック・コイルの巻き数や距離でも変化するのでなかなか厄介です。hi hi

暫く前ですが3SK35 or 45で作ったことがあります。数μVのCWが聞き取れるくらいの感度になったのですが、7MHzはQRMが大変でしたね。