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2014年11月15日土曜日

【HAM】 A New life for FT-101 Part 2

【八重洲 FT-101にニューライフを】
FT-101のシリアルナンバー
 Part 1(←リンク)の続きだ。 FT-101は世界のベストセラーだったから詳しく調べられている。 その情報もネット上にたくさん存在する。 (参考:ここではFT-101無印〜FT-101Eまでを扱う。FT-101ZDシリーズについてはこちらのBlog(←リンク)で)

 Part2では、まずはこれから再整備したのちWARCバンド改造を行なう本機の素性を明らかにしておきたいと思う。 八重洲のこのシリーズについては、NW2M のサイト(←リンク)が詳しいようなので参照させてもらった。

 それによれば、この無印FT-101は、1972年3月の製造ということになる。 FT-101としての生産は12ラン目(12th Lot)で製造番号は2103号機ということになるようだ。  FT-101/B/Eの最終累計では80,000台くらい作られたそうなので、連番で2103号機と言うのは少なすぎるようだしロット内番号としては大きすぎる感じもする。
 CQ出版の「FT-101メンテナンスガイド」(ISBN4-7898-1015-1)の記述とは違う解釈のようだ。書籍によれば山梨工場(=1番工場)の22ロット目、ロット内番号103号機という解釈もできるが、その記述からも完全に判別できない部分もあるように感じる。正しくはどんな番号なのだろうか。 それにしても、生産開始して2年にも満たずに12th Lot/22nd Lot(後者)に達していたというのは趣味用の高額な機械としては例外的な大ヒットを物語っている。取りあえずここでは22103号機と呼ぶことにしよう。

 1972年当時の138,000円と言えば2014年現在の50万円以上に相当する筈だ。 米国では$500〜$550で売られた模様だが、彼らにしても当時そのお値段はそうそう手軽なものではなかったそうである。ニクソンショックで変動相場制に移行していたが、その直後だからまだ$1=¥300-くらいだった頃の話だ。 この売り上げは八重洲無線の急成長に多大に貢献したのは間違いない。

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 この先、40年モノの古い無線機の「他愛ないお話し」になる。 特別な興味でもお持ちならともかく、お付き合いいただいても無駄な時を費やすだけだろう。何か有用な「情報」があるわけでも無し。 お暇の無い向きにはお薦めしないので、ここらで早めにお帰りを。 たっぷり時間があるようならお代など頂戴しないのでごゆっくりと。 例によって異論・反論がございましてもマジになりませんように。 何せ「他愛ないお話し」なんですから。(笑)

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初期型の色濃く・1
 さて、22103号機は最初期型の設計がまだ色濃く残っている機体である。 例えば、このVFOの上にあるのは固定チャネル用の水晶発振基板だ。 後のモデルでは本格的なノイズ・ブランカやスピーチ・プロセッサが載っている。

 無印FT-101にもノイズ・ブランカは搭載されているが、ごく簡単な形式のものがIF基板に同居している。 従って、効果があるのはイグニッション・ノイズくらいのもので、他のノイズにはあまり効かなかった。 それでもJAのアマチュア機にノイズ・ブランカが搭載されたのはこのFT-101が最初だったのでCQ HAM Radio誌で特集が組まれるほど話題になった。ちなみにTRIO/KenwoodではTS-511DNで初採用された。

初期型の色濃く・2
 RF基板はPB1077Bで、BバージョンではRF-Amp.は3SK22GR×2のカスコード形式をやめてDual-Gate MOS-FETの3SK39Qになっている。FETのドレインを切り離すために小型リレーが搭載されているのが特長だ。ここは後にダイオード・スイッチ形式に変更される。 

 この基板に同居するミキサは送受信ともにバイポーラ・トランジスタ(BJT)が使われている。 受信第1ミキサが2SC372Y、送信の第2ミキサは2SC373である。これでは混変調特性が宜しく無かったのもうなずけると言うものだ。 BCL用受信機ではあるまい、BJTではHAM用通信機には不十分なのである。

 受信第1ミキサはまもなくFET:2SK19GRを使ったものに置き換えられかなりの改善を見ることになる。 蛇足ながら、別基板上の受信第2ミキサも2SC372Yから3SK39Qへと変更された。2つの送信ミキサは最後までBJTのままであったが使用デバイスは何回か変更がある。

 もしも、今からFT-101の入手を試みるなら間違いなくFT-101B以降のモデルにすべきだと思う。このように無印101とB付き以降では大きな違いがあるのだ。

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FT-101の終段管のお話し
 終段電力増幅管の話しである。 FT-101Eなど、後期のモデルでは写真の6JS6Cが2本パラで使われている。(100Wモデルの場合) 写真の6JS6CはNEC:日本電気製であるが、これは東芝が電子管の製造をやめてからFT-101(E)に採用されるようになった。

 6JS6Aは言うまでもなかろうが、ブラウン管式カラーTV用の水平偏向出力管であある。 FT-101に於いて初期には6JS6Aが使われたが、TVに使う球が順次アップグレードして行ったため自動的に6JS6Cへとバージョンアップして行った。 東芝製の6JS6Cはプレートの外側に補助翼が・・もちろんガラス管の内部だが・・付けてあり放熱の改善を試みているがNEC製には付いていない。 しかしトランシーバの場合、主な放熱は輻射ではなくファンによる空冷だからあまり影響ないと考えられる。基本的に6JS6Aでも6JS6Cでも大丈夫だ。一度しか見たことはないが6JS6Bでも。

31JS6Aで代替
 ヒータ電圧が異なるので、6JS6AをトランスレスTV用の31JS6Aで代替するのは少し面倒だ。 幸い、背面の11ピン・アクセサリ・ソケットに終段管のヒーター配線が出ているのでそこに供給すれば良いことに気づく。 ただし、ヒーターは2管直列になっているのでそのままでは63V掛けねばならない。

 しかし、そのような配慮をしてやればトランスレスTV用に作られた6JS6系の球・・・例えば、23JS6A(600mA系)や31JS6A(450mA系)がそのまま代用できる。 現在、ヒーターが6.3Vの6JS6A〜6JS6Cはほぼ完全に枯渇してしまっている。 Audio系の球と違って新規製造の可能性は低いだろう。 そのため終段管の補給に困るケースも見られるようになっている。 しかし工夫すれば代替可能なので覚えておくと助かることもある。

参考:正確には31JS6Aのヒータ電圧/電流は31.5V/450mA、また23JS6Aは23.6V/600mAである。それぞれ±5%以内のヒータ電圧を与えれば良い。なお6JS6A〜Cは6.3V/2.25Aである。一般に受信管のヒータ電圧許容範囲は±10%であるが、パワー管では±5%程度に収めるべきだ。特に低い方は厳しいので-5%までと考えている。言うまでもないがヒーター電圧は真空管のピンの所で測った値である。ヒータートランスの巻線電圧ではない。ヒーター配線による電圧降下が思いのほか大きいこともあるので注意を。

ヒータ配線の変更
 このように配線変更してしまうと互換性がなくなってしまうので好ましくないかもしれない。

 しかし、手持ちのヒーター用トランスの関係などから63V/450mAを供給するのは大変なので、FT-101のヒーター配線を2管直列から2管並列に変更している。 よって31.5V/900mAを供給すれば良いようになっている。

 なお、きっちり31.5Vでなくても大丈夫で30〜33Vくらいなら支障はない。この機体は中古の不動品をレストアしたものであるが、元来付いていた6JS6Aは完全なエミ減(エミッション減退=カソードの電子輻射能力減退によりIpが十分流れなくなる。原因は酷使による消耗)になっていた。そのため新品の31JS6Aに交換の上、外にヒーター用トランスを設けて本体背面のACCソケット経由で点灯して試用していた。 そこまでして使っていたのは、ヒータが6.3Vの6JS6系の球が払底してしまったからだ。 上記の31JS6Aなら安価な頃に入手しておいたものが幾つか残っていた。 (まあ、お金さえ出せば手に入る。しかし1本1万円も出して買うような球とは思えないので・笑)

 写真で左右の真空管ソケットの色が異なるのは、経年劣化により右側のソケットが不良になったので交換したため。珍しい故障なので原因究明に時間を要した。それだけ酷使された機体だったようだ。どうも27MHzの違法CB(AMで)で使っていた模様だ。 不良マイカ・コンデンサの幾つかと、そのショート故障の道連れになった電圧降下用抵抗器の交換も行なっている。

                  ⭐︎ ⭐︎ ⭐︎

6JM6で代替検討
 6JM6というのは、6JS6Aよりも小ぶりの水平出力管である。 たしか画面サイズの大きなモノクロTVに使われていた筈だ。 日本ではあまり使わなかったらしく、ジャンクのTV受像器で見た覚えはない。

 日本のモノクロTVでは独自の水平出力管が使われていた関係でコンパクトロン管はあまり使わなかったのだろう。

 幸いなことに、6JM6は6JS6Aとほとんど同じピン配置になっている。 配線変更を行なうにしてもほんのわずかで済む。 有力な代替候補と言って良いが、これも既に枯渇気味に違いない。 もしも手持ちにあれば試すと言った程度の話なのかもしれない。わざわざ購入するするほどの物ではないだろう。

パワーは半減か?
 こうやって6JS6Cと並べると、だいぶ小振りなことがわかる。 肝心の許容プレート損失は28Wから17.5Wへと4割近くの減少だ。 スクリーン損失も5.5Wから3.5Wへと同じく約4割減だ。

 従って、2管並列でも100Wアウトプットは無謀である。 良いところ、半分少々と思って使えれば上等と言えそうだ。 実際、FT-101の前身であるFTDX-100/150では2管使って50W出力としていたのでそれにならった使い方が適当そうだ。 FTDX-100よりプレート電圧は高いがIpをセーブして使えば事故にはなるまい。

6JS6は6DQ5系の球
 別の代替の可能性も考えてみた。 外観の違いが大きいので、そうとは気づかないかもしれないが、6JS6A系のルーツは初期のカラーTV用水平出力管6DQ5である。 プレートの大きさや形状を比較してもらうと類似性が良くわかると思う。

 もし、6DQ5系の球を沢山持っているなら十分代替できる筈である。 ベース(ソケット部分)はGT管と同じ8ピン・オクタル型なので交換が必要だ。 また背丈も高いので収まりきれない可能性はあるが電気的には代替できる性能を持っている。 6DQ5といえば、その昔の自作HAM達のSSB送信機にはパワーが出ると言って重宝がられていた。(写真:左は25DQ5、右は31JS6Aで、どちらもトランスレス・カラーTV用)

6JM6は6DQ6系の球
 6DQ6の在庫があった筈だが見つけられなかった。写真左は6G-B6という国産管で、正しくは6BQ6系の球である。 6DQ6は6BQ6のプレートを大きくしてパワーアップした球なので、プレート損失を除けば6G-B6もよく似た特性だ。パワーダウンを許容するならこれらの球による代替も可能だ。6JM6は6DQ6直系の球なのだから6G-B6も親戚筋に当たる。

 一説によれば、6DQ5系、即ち上記の6JS6AなどよりIMD特性が優れていると言われる。 事実、ローカル局のテストによれば軽く使うと3次IMDが-50dBくらい行くと言うから大したものだ。5次は幾らか見えるもののそれ以上の高次IMDは見えない程とも伝え聞く。 終段が半導体のRigでは3次が-30dBでさえ厳しいのだから並々ならぬ努力をしなくては実現困難な数字と言える。 もちろん、6JM6×2でも出せるだけパワーを出し、50Wで-50dBなどという筈もなく、せいぜい2管でPEP30W程度が宜しい模様だ。 このあたり、ご興味あれば「アマチュア無線の新技術」JA1ACB著:誠文堂新光社(絶版だから図書館で)でもご覧になると面白い。

 6JS6Aを6JM6に交換すると、パワー半減で何も良いことはないと感じるかもしれないが低IMDというオマケが付くなら良いかもしれない。 外付けヒータートランスも不要になるから配線を元に戻して6JM6に換装しようかと思い始めている。 入力容量がだいぶ違うので、ドライブ側同調の関係から補正容量を追加した方が良いだろう。 出力容量の方はバリコンの可変範囲が十分あるから支障あるまい。 あとはうまく中和が取れるかだが問題は無いと思う。このあたり経験から。(笑)

(参考)このFT-101で送信時に良好なIMD特性が得られるかどうかは微妙なところだ。 送信ミキサは2つあって、そのいずれもバイポーラ・トランジスタ(BJT)を使っている。デバイスの選定のみならず回路設計も影響するが、一般にBJTを使うミキサが歪みに対して不利なのは確かだ。改善にはバイアス・ポイントや注入レベルの最適化のような全般的なチューニングが必要で、その為にもツールから揃える必要がある。例えば先のBlogの低歪ツートーン・ジェネレータなど欲しいところ。

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 真空管談義のようになってしまったが、概ね整備の済んでいる機体なのでPart 2は雑談を交えてみた。 再整備とWARCバンド改造にあたっては終段管の換装も考えている。 追加整備の過程で面白い話でもあれば採り上げたい。

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プリセレクタとバンドスイッチ
 無印のFT-101であるから、写真のようにWARC Bandどころか160m Bandさえも付いていない。 まだこの当時のRigには160m Bandは標準的ではなかった。

 160m Bandの搭載はメーカー機では米国Drake社の4Cのラインに搭載されたのが最初ではなかろうか。 国産機ではこのFT-101が最初で、そろそろFT-101Bが登場しようかという時分のことになる。その後は各社標準装備になった。

 160m Bandに出られるメーカー製のRigが存在しなかったころは本当に面白かったというお話も聞く。 確かに様々な自作機のオンパレードだった筈で、QSOも楽しかったに違いない。 残念ながら私が160mにオンジエアした頃にはメーカー機が幅を利かすようになっていて自作機は少数派になっていた。 ライセンスはあったのだからもっと早くオンジエアすればと後悔したものだった。 それでもローカル局のUY-807Sのハムが乗った波が思い出されて懐かしい。 自身は受信機:JR-599で水晶制御:2SC931シングル・ファイナルの約5Wで1st-QSOしたのを思い出してしまった。アンテナは7MHz/IVのフィーダー込みロングワイヤだった

 なるべく改造しない方針なので、特定のバンドを潰したりすることはせずに行く。 従って、WARCバンドの分はどこかのポジションを共用する形式になる。 160m Bandの追加はかなり困難なので望まないことにしょう。 160mは古のようにダウンバータなど付加してオンジエアすると「懐かしい」という声が飛んでくるかも?? 160m Handbookでも読み返してみようか。hi hi

FT-101の底面
 今になって思うと、よくコレだけ詰め込んだものだと思う。 もちろん昨今の半導体機と比べたらずいぶん大きなトランシーバだ。 しかし、当時の部品事情と回路構成を考えると感心するくらいぎっしり詰め込んである。

 マイクと電鍵、あとは何もいらないというオールインワン設計のコンパクト機だからベストセラーになったのも当然だろう。 しかもDC-DCコンバータ付きの機体なら直ちに車載運用もOKだった。 出力回路はアンテナ・インピーダンスの変化にもある程度対応できるパイ・マッチ形式なのでATU内蔵とも言える訳だ。

RF部分
 検討対象になるPB1077B:RF部分の裏側を見て少々考え込んでしまった。 上に書いたように詰め込んである無線機だ。 何かを追加するにはスペースを確保しなくてはならないが難しそうなのだ。 何かを犠牲にするというのはやりたくないし・・・。

 なるべく簡単に済む方法を考えて最小の追加で済ませるよう工夫する必要がありそうだ。 回路の検討は進んでも、どのように実装するのかはかなりの検討を要すると思われる。旨いアイディアが出ないとここで進捗が止まる危険がある。ww

                   ⭐︎

 さっぱり具体的な話に進まなかったがWARC Band追加だけが目的ではない。 まずは再整備を行ないコンデションを整えねばならない。 不調な機体に改造を加えたら手に負えなくなる可能性大だ。 下手をすればそのままお釈迦の運命もありうる。 まずは納得できる範囲まで整備を進めたいと思う。 パワーはあまり欲張らないので綺麗な波を目指せたらと思う。終段管の交換も合わせて検討してみたい。

 いま傍でリハビリ中の22103号機に7MHzのラグチューが快調に入感している。 初めてFT-101を見たのは1969年12月発売のCQ HAM Radio誌(1970年1月号)だった。 作られた尤もらしい広告写真ではあったが、恒温槽に入ってテストを受けるカラーのFT-101が印象的だった。 発売前ゆえ型番は伏せられていたから、どんなリグなのか想像するしかなかった。カドの取れたFT-200ライクの筐体なのでその新型だろうと思ったものだ。 やがて詳細が明らかになりそのインパクトたるや大変なものであった。 世にKWM-2というお手本はあったにせよFT-101は日本人が産み出した傑作トランシーバだろう。いまも褪せてはいない。小気味好いSの振れに目をやりながら様々な思いが浮かんでくる。de JA9TTT/1

(つづく)←たぶん(笑)

お知らせ:この先師走の繁忙につき年内のBlog更新は無いかも。

6 件のコメント:

T.Takahashi JE6LVE/JP3AEL さんのコメント...

おはようございます。
めっきり寒くなりました、寒いのは嫌いなので憂鬱です^^;

どのメーカーも生産開始から終了まで色々と変更が加えられますが、八重洲は特に目立ちますね。
101は無印、B,Eと変わってますが、FT-101Z、や901は他のメーカーなら型番を変更するだろうという様な変更でも同じ型番で乗り切ってます(笑)

6JS6Aにはトランスレス用があったとは知りませんでした。
たしか6JM6はドレークの無線機に使われていたのかな?
テレビジャンクで12BY7Aはたいてい入っていましたが、6JS6が入っていたのは見たことありません、25E5などが多かったです。
数年前の関ハムでショップがNECの6JS6Cを多量に出品していましたが@6k円でした。Hi

僕もFT-101B、Eの前期、ESの後期を所有していますが処分するなり使うなり考えないといけない年齢になってきました。HiHi

>年内のBlog更新は無いかも。
それは残念^^ 来年も楽しみにしています。

TTT/hiro さんのコメント...

JE6LVE/3 高橋さん、おはようございます。 こちらも今朝は寒いですよ。 もうすっかり冬のようですね。

早速のコメントありがとうございます。
> 生産開始から終了まで色々と変更が・・・
そうなんですよね。 おかげで修理するにしても手持ちの回路図や資料ではダメなことがあります。 メーカーに問い合わせると、シリアルを聞かれるそうで、対応した資料を用意してくれるそうです。サービス部門も大変でしょうね。ww

> トランスレス用があったとは知りませんでした。
カラーTVに使われていたものはトランスレス用がほとんどだったと思います。大きなブラウン管のTVでは30KD6なども使われていましたね。今になって新品ジャンクで出てくるのはそういう球ばかりです。hi hi

> 25E5などが多かったです。
25E5は松下製モノクロTVの定番でしたね。 他社が使っていた12G-B3と類似でしたが松下は独自路線でした。4本でちょうど100Vになるので・・と思って集めてみたものの使う機会もなく・・・。w

> 多量に出品していましたが@6k円でした。Hi
写真のNEC製6JS6Cもハムフェアで買ったと思いますがたぶん¥1Kくらいですよ。かなり前ですけど。hi

> 処分するなり使うなり考えないと・・・
これからBlogで扱う手前、こう言っては何ですが、実用性はZDシリーズより落ちますね。 程度の良いどれか1台を残しておけば十分かも。hi

私もこのFT-101でちょっと遊んだら、早々に片付けるつもりでおります。 101ラインもありますので。(笑)

12月も簡単Blogネタがあれば更新しますよ。(爆)

JG6DFK さんのコメント...

こんばんは。朝晩が冷え込むようになりました。

これに限らず、テレビなど当時の電気製品は軒並み手が込んでいたように思います。必然だったのでしょうが、当時はこれだけのものをよく量産したと思います。私なら同じ物を作れと言われても遠慮したくなりますし、メンテナンスも尻込みしそうです。

今のところ、ひずみの点ではまだ真空管に歩があるのかもしれませんが、半導体式でもデバイス自体や回路技術の進化で今後改善されていくでしょう。

以下は蛇足ですが、現在出回っている中華製とおぼしきポリバリコンは粗悪品ばかりのようです。試作したスーパーラジオのトラッキングがどうやっても取れないので原因を調べたところ、バリコン自体の問題だと判明し、愕然としました。親子も等容量も角度対容量カーブがNGです。

基幹部品の品質がガタ落ちになったのではもうお手上げです。高性能は望めません。ラジオもデジタル処理が当たり前のご時世ですし、いつまでも古いやり方に固執するな、ということなのでしょう。ちなみに、国内メーカーが生産していたポリバリコンはさすがに優秀でした。

どうしても昔と同じやり方で性能を引き出したければ国産NOS品を血眼で探すか、バリコンのローターを自分で微調整するくらいの覚悟が必要なようです。

請負案件の納品物も準備しないと食いっぱぐれるので、こんなことに時間を費やしている場合ではないはずなのですが、とんだ寄り道をしました。

TTT/hiro さんのコメント...

JG6DFK/1 児玉さん、こんばんは。 ホントに寒くなってきましたねえ。 今から春が待ち遠しいです。(爆)

コメントありがとうございます。
> これだけのものをよく量産したと思います。
家電品全般に言えますが、昔の製品はどうやって量産したのだろうと考えてしまうようなものがたくさんありますね。 モノクロTVなど鉄板シャシにラグ板とワイヤー配線でした。それで何10万台も作ったのでしょうから驚異的です。女工さんのウデだったのでしょうね。

> デバイス自体や回路技術の進化で今後改善・・・
半導体デバイスの進歩もありますが、回路技術では歪打ち消しアンプを使う方法とか実用化されていますね。 アマ機ではコストの問題もあるので解決は難しいかもしれません。

> バリコン自体の問題だと判明・・・
中華ポリバリは私もひどい目にあったことがあります。数回転でポリエチレンシートがジャムってしまい回らなくなりました。 個体不良かと思ったら2個目もダメで最低品質の製品でした。 日本製ではまず考えられません。

> もうお手上げです。高性能は望めません。
件のラジオ製作の記事でもバーアンテナ、局発コイル、そしてポリバリコンの入手が一番の心配ごとでした。 結局、お書きのようにLC部品がラフで良いDSPラジオが一番作り易いという結論になりました。

> 国産NOS品を血眼で探すか・・・
しばらく前まではミツミやアルプスの Made in Japanも秋葉原で見かけたのですが、もう見なくなりましたね。 その前にそういうジャンク部品を置いてあるお店が次々になくなっています。

> 自分で微調整するくらいの覚悟が・・・
ポリバリコンではそれも難しいので、暫く前になりますが安価なころ自分で使う分を買っておきました。 もっと買っておけば良かったのかも知れませんが、バリコンばかりそんなにあっても・・と思ったので少量です。(笑)

バリキャップも面実装型以外は廃番ですし・・・もはやLC同調回路は作れなくなりつつあります。

> とんだ寄り道をしました。
違うことをやると少し息抜きにはなったんでしょうから、元に帰って頑張って下さい。

JA9MCH_tanutanu さんのコメント...

加藤先輩、ご無沙汰です。また、めっきり寒くなりました。101は高価で買えず、さらに大きく、VFO以外は真空管の401しか買えませんでした。いまだにトラウマなリグです。東芝の6JS6Cを保守用に4本ほど所有してます。
今は、FT707のレストアに取り組んでいますが、IFの増幅部にゲインの低いところがあるようです。デュアルゲートのFETが入手難で、サトー電気横浜店まで買いに行きました。それからOB会の案内が来ましたが、海外出張と重なり、欠席で返事いたしました。もし御出席なさるのならば、皆様によろしくお伝えください。

TTT/hiro さんのコメント...

JA9MCH 和田さん、こんばんは。 ホント、寒くなってきましたねえ。 明朝はこの冬1番の寒さとか・・・。

コメントありがとうございます。
> 401しか買えませんでした。
私も同じですよ。 一代前のFT-400Sを使いました。hi hi

> いまだにトラウマなリグです。
私もそうだったのですが、暫く経ってから入手しました。 まあ、今さら古くさいですけれどね。(笑)

> 東芝の6JS6Cを保守用に4本ほど・・・
私も何本か持っていたのですが、無理して不調のFT-101に入れて駄目にしてしまいました。(悲)

> デュアルゲートのFETが入手難で・・・
こんど、不足の部品があったら一声掛けて下さい。 持っているかもしれませんよ。あればすぐ送ります。

> もし出席なさるのならば・・・
案内はこれから来るのでしょうか? まだ決めていませんと言うか・・・決められません。 もはや忘れられた存在なのかも。hi hi