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2013年8月3日土曜日

【HAM】 A New life for FT-101ZD Part 5

【FT-101ZDにニューライフを:第5回】

FT-101ZD
 『FT-101ZDでWARC Bandにオンエアしよう!』の5回目だ。(前回:Part 4 は→こちら。初回:Part 1→こちら

 内部の清掃から始めて、WARC Bandの送信禁止解除、そしてCWフィルタの装着を済ませた。 無事に電源も入ってならし運転も進んできたのでそろそろ調整に入ろう。

 調整を始めるのは、ざっと機能と性能を見てからが良い。 極端に性能低下していたり、特定の機能がまったく動作しないのはどこか故障があるからだ。 まずは故障箇所の補修を行なってからでないと完全な調整ができない。

 幸い、このFT-101Zは幾分残る接触不良を除けば大きな問題はないようだ。それも支障無い程度なので整備を始めることにしよう。

バラモジの調整
 SSB送信機の要(かなめ)、バランスド・モジュレータ・・・バラモジの調整からはじめよう。

 バラモジと関連のキャリヤ発振器は同じAFユニットに載っている。 基板はシャシの下面に搭載されている。 ちょうどマイクコネクタの後ろあたりだ。

 回路は左図の通りである。 このバラモジは送受兼用で、受信時には検波回路として動作する。 送信時にバランス調整を行なえば受信の調整も済むことになる。 検波回路としてもダイナミックレンジが広くて良い音がするものだ。

バラモジとキャリヤ発振回路
 キャリヤ発振は2SK19GRで行なっている。水晶の切換えはダイオードスイッチ式だ。 2SC1815Yを使ったエミッタフォロワを通って1S1007×4のバラモジに加えられる。

 バラモジは4ダイオード式で非同調負荷型のオーソドックな形式になっている。非同調負荷式は経年変化に強いので良い回路だと思う。 バラモジのダイオードはJRC製の1S1007型である。 この1S1007はゲルマニウムダイオードであるが、ゴールド・ボンド型と言うもので、1N60等のポイントコンタクト型より特性が安定している。 廃止品種なので1S1007の補修用は入手難だと思う。その時は1N60や1K60ではなくて1SS97等のショットキ・ダイオードで代替する方が良い。但しその時は4つとも交換しよう。

 受信時の低周波アンプには2SC1000GRが使われている。壊れる可能性は低いが代替するなら2SC2240GRあたりが良いだろう。但し手持ちがなければ2SC1815GRで十分だ。ローノイズと言う事で2SC1000GRを使ったのだろうが、2SC1815GRでも遜色ない性能が得られる。最近売っている2SC1815を詳細評価した経験から推奨できる。また2SC2458GRもパッケージ違いの2SC1815GR同等品なので同じように使える。(今どきの2SC1815は2SC1000に劣らずローノイズなのだ。既に2SC1000の存在意義は無くなっている)

 マイクアンプのTA7063Pは代替品がないので補修に困るが、なんなら周辺の部品を撤去してNE5532などのAudio用OP-Ampで代替回路を作れば良い。 いずれにしても、同等機能を実現すれば良いので交換部品がなければ他の部品で機能を実現すれば済む話しだ。 部品代替について書きだすとキリが無いので取りあえずこの辺でやめておこう。hi

キャリヤ・バランス調整・1
 バランスド・モジュレータはブリッジ回路なのでバランスさせるには振幅と位相の両方を調整しなくてはならない。 写真のトリマコンデンサ(TC)は位相調整である。振幅調整を行なうと位相も影響を受ける回路なので、次項の振幅調整と交互に行なって最良点に追い込む。

 なお、最良点は非常にデリケートなので長時間維持できないだろう。 しかしフィルタ・タイプのSSBならフィルタ部でもキャリヤの減衰があるので極端なキャリヤリークにはならないので心配無用だ。(但し、キャリヤポイントの調整が悪いとそうも行かない)

 トロイダル・コアに巻線されたものが出力トランスである。 その右に見える4つのダイオードが1S1007だ。
 
キャリヤ・バランス調整・2
 こちらが振幅調整の方で可変抵抗器(VR)になっている。 金属製のドライバを近づけるとストレー容量が微妙に変化するのでバランスの最良点を得るのが難しくなる。 非金属の、例えば写真のようなセラミックドライバを使うとやり易い。

 キャリヤ発振回路のセラコンは黒い頭のNP0特性が使ってある。 温度変化にも気を使った設計だ。このあたりのコンデンサは昔ならディップド・マイカを使ったと思う。 セラコンの性能が良くなったので採用したのであろう。

上にも書いたが、こちらの振幅と上記トリマコンデンサの位相を交互に調整して最良点へ追い込む。

キャリヤバランスの観測点
 後先になったが、キャリヤバランスの観測点についてである。 取説にある通り観測はアンテナ端子で行なう。

 まずは送信部が動作している必要がある。その上で、ダミーロードを接続し規定のパワーが出る様にPlateとLoadの調整を行なう。バンドはどこでも良いが、取説の指定周波数は14.250MHzだ。 パワーが出るように調整が済んだらマイクゲイン及びDriveツマミを反時計方向に回し切っておく。

 その状態で、一旦受信に戻しダミーロードを外してからアンテナ端子にRFプローブ付きのVTVMもしくは10:1プローブ付きのオシロスコープを接続する。テスタに簡易RFプローブでも十分役立つ。但しデジタル・テスタは不適当だ。指針式テスタが良い。 再び送信するとオシロでは写真のような波形が見えるだろう。 VTVMの場合は、幾らか指針が振れるはずだ。 その状態で、上記の位相と振幅でバランス調整を行なう。 オシロの場合はなるべく振幅が小さくなる点に合わせれば良い。 VTVMなら指針の指示が最少になるよう調整する。 オシロで見るとモヤモヤしたノイズ状に見えるのは、途中の信号漏れやアンプノイズがあるからだ。取りあえず全般を見ながら振幅最小に調整すれば良い。VRもTCもほんの僅かの調整で済むはず。ぐるぐる回さないように。

 文章で読むと面倒そうだが実際には難しくない。 キャリヤバランスが崩れたSSBはオンエアで目立つから、時々確認を兼ねて調整しておこう。

ポイント:マイクゲインやDriveツマミを絞るのを忘れずに。

キャリヤポイントの調整
 プロ用と違ってアマチュア無線機に使ってあるクリスタル・フィルタは安物なので特性のバラツキが大きい。 従って、キャリヤ周波数を一律の周波数に合わせて済ませる事はできない。 フィルタの特性に合わせて個々にキャリヤ周波数を加減する必要がある訳だ。従って、この調整に周波数カウンタはお呼びでない。 手順詳細は取説に書いてあるのでその通りに進める。

 調整に必要なのは1,000Hzと300Hzの正弦波が出せる低周波発振器とパワーメーターである。 低周波発振器は、1,000Hzと300Hzを切り替えた時に出力電圧に差が無いものが必要だ。信号の大きさは50mV(rms)もあれば十分で、普通は大き過ぎるはずだからアッテネータを付加して適度に絞っておくと扱い易い。 パワーメーターは終端型で60Wと15Wが正確に読めるものが良い。 どうしてもない場合は、50Ωのダミーロードと通過型電力計で代用するしかないだろう。ダミーロードの代用にアンテナを使うのはお薦めしない。 なお、パワーメーターの代わりにダミーロード両端のRF電圧をオシロスコープで読むと言う手もある。但しVTVMで読むのはやめた方が良い。VTVM付属のプローブを壊す危険性がある。オシロスコープで読む場合も10:1のプロープは必需だ。

 調整手順は簡単だ。アンテナ端子に終端型パワー計を接続する。まず、USBなりLSBの調整すべきSSBモードに切り替える。 マイク・コネクタから1,000Hzを与え、送信にしてマイクゲインを加減しながらPreselector、Plate、Loadの各ツマミでフルパワーになる様に調整する。

 続いてマイクゲインを加減して、パワーが60Wになるよう調整する。 更に続いて低周波発振器を300Hzにセットする。(注;低周波発振器の出力レベルを変えてはいけない) 恐らく、パワーがだいぶ下がると思う。 そのパワーが15Wになるよう、キャリヤ周波数を調整する。(写真のトリマ・コンデンサを調整する) 済んだらモードスイッチを反対側のサイドバンドに切り替えて同じ様にキャリヤ周波数を調整する。 なお、連続したシングルトーンの送信は終段管に負担が掛かる。こまめに受信状態に戻し休みながら、発生した熱を冷ましつつ、なるべく手短に行なう。

  以上で音声の300Hzが1000Hzに対して-6dBになるポイントにキャリヤ周波数を調整したことになる。 SSB送信機としては標準的なところだ。

                 −・・・−

 調整が済んだら受信状態にして、アンテナを接続してみる。どこかすいたバンドが良い。 サーっと言う外来ノイズが良く聞こえるようにプリセレクタつまみを調整したら、ややボリウムを上げてワッチする。モードスイッチをLSBとUSBに交互に切り替えてみよう。 出てくるサーと言うノイズの音色が極端に違わなければ調整は合格だ。

 なお、アマチュア用のSSBフィルタは中心周波数に対して上下の周波数特性が完全な左右対称ではないので、USBとLSBのノイズの音色が同じになる事はないかも知れない。 これはある程度やむを得ないだろう。 しかし極端な違いがあるなら調整不良だけでなく、フィルタの劣化も疑うべきだ。 疑われたらフィルタを外して単独で特性評価するのが手っ取り早い。(評価には道具とスキルが必要なので誰にでも可能ではないですが・・)古いリグにはフィルタ特性が崩れたものがけっこう見受けられる。

 音声の低域を出そうとして、キャリヤをフィルタの内側に持って行くのはやめた方が良い。シェープ・ファクタの良くないフィルタでは、キャリヤと逆サイドの漏れが酷くなってみっともないSSBになるだけだ。 標準調整に従うのが一番良い。 やや素っ気ない音になるが止むを得まい。

マーカー発振器の周波数調整
 デジタル表示が付いたモデルでは、あまり重要ではないかも知れない。 しかし、デジタル周波数表示とマーカー発振があまりにずれていると宜しくない。 周波数調整は写真の3200kHzとある水晶発振子の手前のトリマコンデンサ:TC1で行なう。

 直接3200kHzを読もうとすると測定器を接続した事の影響がでるので、25kHzの出力を周波数カウンタで読んで調整しようとした。 しかし、10秒ゲートを使っても4ppmの分解能でしか読めない。更にゲートタイムを伸ばせば調整は困難になるばかりだ。 発振器から10MHzを発生し、受信しながらゼロビートを取る方法が一番良かった。 30m BandでWWV/WWVH或はBPMのような標準電波を受信しながらでも良いだろう。 これで初期精度0.1ppmくらいに追い込むのは容易だ。(いずれズレて来るが、1ppm程度は十分維持できそう) 発振部にUJ特性のセラコンを使って温度補償するなど、周波数安定度に拘ったマーカー発振回路になっている。 HC-13/Uの100kHz水晶を使った昔のマーカ発振回路よりずっと安定している。

クラリファイヤの調整
 一番手っ取り早い方法は、VFOの発振周波数を周波数カウンタで読みながら、クラリファイヤのスイッチをON/OFFして周波数がずれないよう合わせる方法だ。

 それが面倒なら、マーカーを受信しながらON/OFFでビート音が一致する様に合わせれば良い。

写真に見える半固定抵抗器(VR)は安物なので、経年変化があるようだ。 もうすこし良いVRに交換してやると定期的な調整もいらなくなるだろう。 取りあえずそのままにしたが、次回ずれて来たらCopal のRJ-6Sにでも交換しておきたい。

                    ☆

 以上のほかに、各バンド用の水晶発振回路の調整を行なった。 各バンドともに300mV(rms)に合わせるよう指示がある。 オシロスコープを使ったので、約850mVppに調整した。 但し、どのバンドも甚だしいズレはなかったので点検して必要に応じて調整すれば良いだろう。 また、プリミックス後のBPFもズレを感じなかった。ここは必要のない限りいじらない方が良い。 それに、BPFはボード・エクステンダ(延長基板)がないと調整は困難だ。

 以上、おおまかな再調整の様子はこのようなものだ。今ではオシロスコープは高級測定器とは言えない時代なのでこれと言った高級な測定器は使っていない。 デジタル・テスタくらいは持っているだろうから、あとは100MHzくらいのオシロスコープと50Ωのダミーロードがぜひ欲しい道具だ。オシロは万能だから、それがあればバルボル(VTVM)は必要としない。 低周波発振器はパソコンのサウンド機能とフリーウエアでも発生可能だ。或は自作も難しくはない。あとはモニタ用に受信機(ジェネカバのリグ)でもあれば良いだろう。こんなところの道具をお持ちならチャレンジしてみてはいかが?

               ☆ ☆ ☆ ☆ ☆

FT-101ZD:外観の整備
 調整も済んだので、外観の整備を行なう事にする。 対象範囲は、上下のキャビネット、フロントパネル、そしてツマミである。リアパネルはファンモーターを清掃した際に済ませておいた。 写真はツマミを外す前のもの。

 上下のキャビネットは、スピーカーと運搬用の取手を外してから洗剤を掛けて水洗いする。汚れが酷かったので、『マジックリン』と言うアルカリ系の強力な洗剤を使ったが、塗装やプラスチックを侵すことがあるので目立たぬ場所で事前確認しておく。

 錆が酷ければ、錆び止め処置を行なってから近似色で再塗装すれば見違える様になる。 今回は、清掃のみで十分奇麗になったので再塗装までは行なわなかった。 但し、微細な錆が認められたので『サビチェンジャー』と言う赤サビの転換剤で処理しておいた。

ツマミの洗浄
 汚れたリグでは、ツマミを洗ってやるとまるでイメージが変わることがある。 このFT-101ZDはまさしくそれであった。 特にツマミ根元の銀メッキ部分が輝きを取り戻したのでキラキラ輝いて見える。

 洗剤はツマミとメッキ部分を侵さないものを使う。弱めのものが良いかも知れない。クレンザーのような研磨剤入りは旨くない。 細かいローレット部分に入り込んでいる汚れは歯ブラシなどを使って丁寧に除去しておく。 写真は乾燥中の全ツマミである。メッキ部分がピカピカになった。(FT-101DZの銀色ツマミはプラスチックメッキ品・hi)

パネル面の清掃
 可能であれば、フロントの化粧パネルを外して丸洗いすると良い。 しかし、FT-101ZDの場合は厄介そうなのでそのまま清掃することにした。

 いっぺんに洗剤を掛けてしまうと収拾が付かなくなってしまう。 部分ごとに、ごく少量の洗剤を含ませた布でぬぐうように洗って行く。 その後よく絞ったウエスで水拭きしておく。 洗剤が残らぬよう、ウエスを良く濯いで2回以上拭いておこう。

 なお、有機溶剤を使うと文字落ちや塗装が溶ける危険があるのでお薦めしない。 どうしてもと言うのなら、イソプロピル・アルコール(IPA)を確認しながら使うのがよいと思う。 しかし家庭環境の汚れは洗剤と水拭きの方が奇麗になるように思う。

スイッチ周り
 レバースイッチとその周辺は清掃が面倒である。 うっかり洗剤を使い過ぎるとスイッチに浸透してしまう。 そうなると厄介だ。(スイッチ交換か分解清掃) 薄く洗剤を溶き、湿してからきつく絞ったウエスで拭き取ることにした。

 スイッチを上下しながら丁寧にやればこの程度にはなるので、まあ十分であろう。 エンブレムやスイッチ周りの窪みに入った汚れも丁寧に拭いておく。 これで見違える様になっただろう。


バンドスイッチ部分:清掃後
 パネル右下のあたりだ。 バンドスイッチの文字が白く浮き出てきた。ツマミも本来の輝きを取り戻したようだ。 2重ツマミの銀色部分にはポインター用の白線が入っているが、清掃前は良くわからなかった。銀地に白と言うよく見えないポンターも問題だが、汚れも酷かった訳だ。赤いラインにすれば見易くなるが、こんどは目立ち過ぎてみっともない。機能だけでなくデザイン性も考えるとなかなか難しいものだ。

 全体にくすんでいたこのFT-101ZDも清掃でずいぶん良くなった。 よほど汚かったので、清掃の効果たるや抜群である。もちろん、外観だけいくら奇麗でも中身がNGでは旨くないけれど・・・。(笑)


レバー・スイッチ周り:清掃後
 洗ったツマミを戻した状態だ。 スイッチ周りも手間を掛けたのでずいぶん奇麗にできた。 清掃中にスイッチの上下を繰り返し行なったためか、接触不良もだいぶ良くなったようだ。

 写真にないが,VFO下部に並ぶプッシュボタンの部分は少しやり難かった。奥の方までできなかったがまずまずだろうと思う。ボタンを抜くと言う方法もあると思う。 ヘッドフォン・ジャックの止めネジが少し錆びているので交換して奇麗にしたい感じだ。六角ネジタイプでは無く、ローレット仕上げのネジにすると品が良い。 あとで買って来て交換よう。 なお、マイクコネクタはこのあと8 Pinに交換する予定だ。

                  ☆ ☆ ☆


 アナログな機器は定期的な整備が大切で、これはどんな高級機でも同じである。 いやむしろ、高級機ほど定期的な整備を欲するものだ。軍用受信機のR-390A/URRなど2年も放っておくとがっくり感度が下がってしまう。常に最高性能で使うには半年ごとの整備が必要なほどだ。 ましてこのFT-101Zのように30年も経過すれば調整ズレが生じるのは当然で、何らかの再調整は必須だ。

 ただし、このFT-101ZDは見かけの程度とは違ってあまりズレていなかった。 これは部品性能がアップし製造技術も安定して来た時代の製品だからであろう。1950年代や60年代の機器とは随分違う。 従ってレストアに当たって無闇に調整してしまわぬようにした。 VRやトリマ・コンデンサのわずかな加減で済むはずであり、大きくずれるのは何らかの故障も考えられる。 様子がおかしければ、あちこちいじり回す前に故障診断を行なうべきだ。

 外観の清掃と性能は直接関係ない。 従って入念な清掃を実施する必要はないかも知れない。 しかし、あまりにも汚いものはシャックに置こうとは思わない。 奇麗になれば愛着も湧こうと言うもので、お薦めのレストアである。 もちろん性能や機能が不完全なままでは単なるシャックの飾りに成り下がってしまうだろうか。 しかし、いまどき年代物でオンエアする機会もないのなら、まずは見かけだけでも奇麗にしたら良いのかも。(笑) またまた長くなってしまった。次回はマイクコネクタの交換改造、ダイヤルランプの交換修理、そして28MHz帯の100W化改造を扱う予定でいる。 de JA9TTT/1

つづく)←リンク・Part 6:最終回へ

8 件のコメント:

JO1LZX 河内 さんのコメント...

加藤さん、お早う御座います。
本題の過程に入りましたね。
このシリーズの機種は高級な測定器を具備していなくてもある程度の調整が可能だと思います。
そう言う意味で触りやすいと。

私は数台の101Z/901シリーズを所有してはいますが今まで大した故障も無い中古品ばっかりで修理調整の経験がありません。
加藤さんの記述とマニュアルを読んで
よく分かりました。

ところで 調べて頂きたい事があります。
AFユニットのJ502の8-9ピン間にR82として4.7kΩが後付けしてあるかどうか
ですが。
当方でAPFを設置した時 ピークがヌル
になる変な現象はこの抵抗を撤去すると無くなった経験から です。
既にフィルター追加作業がお済みでしょうからIF基板を観察するのは一寸
とは思いますが。
どうか宜しくお願いします。

TTT/hiro さんのコメント...

JO1LZX 河内さん、おはようございます。 今日は良いお天気の北関東です。暑くなって来ました。

早速のコメント有難うございます。
> そう言う意味で触りやすいと。
八重洲無線のユーザーマニュアルは良くできていると思います。 サービスマニュアルとは違って、最低限の測定器で実用性能が維持できるよううまく考えてありますね。

> 大した故障も無い中古品ばっかりで・・・
この時代のもので、部品が多数故障していたとすれば、何かの事故機なのでしょう。例えば落雷品とか・・・。ワケアリでない機体で、もし交換するとしても1つか2つもあればたいへん珍しいことだと思っています。

> 調べて頂きたい事があります。
AF基板の裏面は見ていないのでわかりませんが、また裏蓋を開ける機会があれば観察してお知らせしたいと思います。(既に全部済んでしまい保管状態になってます)

APF部分のプッシュスイッチは接触不良が最後まで残った部分でどうも印象が良くありません。(笑)

T.Takahashi JE6LVE/JP3AEL さんのコメント...

加藤さん、こんにちは。

>いまどき年代物でオンエアする機会もないのなら、まずは見かけだけでも奇麗したら良いのかも。(笑)
うちにあるオールドリグはまさにこの状態です(笑)
車の掃除で言われることが、ガラスとメッキ部分などの光り物とタイヤを掃除するだけで綺麗に見えるそうです。
無線機も同じかもしれませんね^^

メッキのツマミやスイッチは綺麗なのですが、腐食するとみすぼらしくなっちゃいますね。

>1950年代や60年代の機器とは随分違う。
その後、1990年代の製品になると液漏れコンデンサの為に
一気に故障率が上がってしまいます。^^;

JI1TWW/Handa さんのコメント...

加藤さん、こんばんは。

ここ数日は少~し涼しいようです。
101Zもいよいよ最終段階ですね(実際は完了しているようですが)
RF段をはじめ受信系の調整は必要なかった(ズレていなかった)ようですね。この時代のRigで気になるのが基板の劣化です。
ベークライトの基板が劣化していたりしないのか、クラックが入ってパターンが切れていないのか(特にコネクタのピンのパターン部分)
だいぶ高級路線のRigでも中の基板がベークだとちょっと心配になります。

TTT/hiro さんのコメント...

JE6LVE/3 高橋さん、こんばんは。 今夜は懇親会でした。先ほど帰宅です。hi hi

コメント有難うございます。
> 光り物とタイヤを掃除するだけで綺麗に・・・
まったく同じですね。 メッキ部分が光るだけでずいぶん印象が変わります。 無線機も趣味の品ですからね。(笑)

> 腐食するとみすぼらしくなっちゃいますね。
ある程度酷くなると、部品交換が必要になってしまいます。割り切って別のもので代替するか、何としてもオリジナルに拘るかの判断になりますね。

> 1990年代の製品になると液漏れコンデンサの為に・・
あの時代のコンデンサは酷かったですね。 コンデンサさえマトモな物に交換すれば今でも大丈夫なはずなのですが・・・。 殆どはもう捨てられていますね。hi

TTT/hiro さんのコメント...

JI1TWW 半田さん、こんばんは。

コメント有難うございます。
> RF段をはじめ受信系の調整は必要なかった・・・
Blogに書いてないだけで、Sメータの調整ほか、RF部やIF基板の調整など確認の上で必要に応じて一通り行ないました。

> クラックが入ってパターンが切れていないのか・・・
大丈夫なようですね。基板の材質そのものも良くなっている感じです。 パターンもだいぶ太いですしレジストが掛かっているのも良いようです。

> 高級路線のRigでも中の基板がベークだと・・・
そもそもFT-101ZDは低価格路線のRigですからガラエポなど有りえません。(爆) ベークだとNGと言うのも杞憂かも知れません。家電品など皆その類いで量産品に耐えられる品質の訳です。(笑) こうした年代物は過去に置かれていた環境の方が影響が大きいのではないでしょうか。

JL1KRA Nakajima さんのコメント...

進捗を楽しみに見ています。
いよいよ佳境に入ったレストア
奇麗になってFBです。
加藤さんのところに来て101ZDも幸せそうです。

TTT/hiro さんのコメント...

JL1KRA 中島さん、こんばんは。 今夜は蒸し暑いですね。

コメント有難うございます。
> いよいよ佳境に入ったレストア・・・
やはり電気的な整備の部分が中心的な作業でしょうね。美術品ではありませんから箱やツマミ磨きじゃないですよね。(笑)

> 101ZDも幸せそうです。
Rigにとっての幸せって、たぶんアクティブにオンエアして活躍することなんだと思います。その点では少々物足りないかも知れませんね。 頑張らないと。(爆)