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2015年1月15日木曜日

【部品】DBM Chip vintage, MC1496P

年代物のDBM-IC:MC1496G/MC1496Pの活用
MC1496と言うDBM-IC
 MC1496は非常に古いDBM-IC(DBM:二重平衡型変調器/ミキサ)である。 まさしくビンテージと言えるものだ。1970年代のはじめには登場していた。 オリジナルの開発メーカーはモトローラ社であったが、様々なアナログICメーカーがセカンドソースを作った。

 写真は、10Pin-Canパッケージと14Pin DIPパッケージである。 他に表面実装タイプもあって今はそちらが主流になってきた。既に10Pin-Canパッケージは各社とも廃止品だ。手に入るのは市場在庫品のみである。

 注意すべきはCanパッケージとDIP14Pinパッケージではピンのアサインが異なっている点だ。とくに古い資料ではCanパッケージ品を標準にしてピン番号を振ってある例が多い。 電気的性能はどれも違わないので現在ではDIP品あるいは表面実装品を求めれば十分だ。 ここではすべて14PinのDIPパッケージ品(面実装品も同じ)のピンアサインを標準にして書いている。従ってCanパッケージ品で行く場合はピン番号を振り換える必要がある。

MC1496の入手
 DIP品も廃品種になっているメーカもあるが写真のJRC製:NJM1496DはMC1496Pの同等品である。多くのパーツショップで手軽に入手できるのでお薦めだ。

 写真は秋葉原の千石電商(←リンク)で入手した物である。2014年12月現在・単価231円であった。 共立エレショップ(←リンク)ではNJM1496Dが194円で売っている。また、先月までS電気にもMC1496Pが200円で置いてあったが売れると見てだろうか、急に300円に値上げされた。ささやかな抵抗の意味でお店へのリンクは外しておこう。他にも入手できるお店は多いから今のところ支障はないだろう。

 写真のCanパッケージのものは遠い過去に入手した引出し在庫品である。ナショセミのLM1496Hは信越電機商会(←大昔の広告なので見ての注文は不可・笑)・・・今の秋月電子通商で購入したのではないかと思う。 探すと古いMC1496GやLM1496Hが置いてある店もあるようだがCanパッケージ品をあえて使うメリットはあまりない。(使いにくいしオネダンはだいぶ高くなる・笑)

NEWS:秋葉原の秋月電子通商がNJM1496Dの扱い開始。@100円です。(2015年4月現在)

                −・・・−

 今さらこんな古くて使いにくいDBM-ICなど登場させなくても・・・と思われるかも知れない。 しかし後世に登場したDBM-IC、例えばSN76514NやSN16913Pの方が先に生産中止になって、それから年月が経過したため入手難になっている。
 かろうじてSA612なら手に入るが扱うお店が少なくて価格も高めである。 SA612は低消費電流にできているのは良いがダイナミックレンジが少々狭いので気をつけて使うべきだ。 さりとて入手容易なTA7358P/APは例の問題で使いにくいし・・・。

 MC1496は外付けが多くて面倒くさいがセカンドソースが現行品として低廉に流通している。外付け部品が多い反面、動作状態を自在に設定できるから用途ごとに最適化できるメリットもある・・・と言う訳で、なるべく省部品化して使い易いように考えてみることにした。もちろん自作などしないお方にゃ面白くもなかろう。ここらでお帰りがお薦めだ。

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MC1496の標準的な用法
 もともとMC1496は何か特定の通信機向けに開発されたのではないかと思っている。軍用品だったかも知れない。その機器には+12Vと-8Vの2電源があったのではないか。
 左図はデータシートに記載された標準的な使い方である。 右側の±電源で使う方は幾つか外付け抵抗器が少なくて済むがそれでもかなりの本数が必要だ。 左側の+12V単電源で使うと一段と外付け部品が増える。

 これしか無かったころならともかく、その後登場したSN76514NやSN16913Pと比べて部品数が圧倒的に多いのが難点であった。すぐさまそちらに乗り換えたのは当然なことであった。ICなのだから周辺部品は少ないほど良い(有難い)に決まっている。

 外付け部品は多いが、バラモジ(バランスド・モジュレータ:Balanced Modulator)としての性能は優秀であり特にキャリヤ・バランスの安定度は優れていた。従来、ダイオードやTrなど個別部品を集めて構成していたバラモジ回路と比べ温度変化に強かったと思う。真空管のように徐々に消耗の心配もない。流石にモノリシックIC化されたDBMだと感じた。

AM変調回路やプロダクト検波に使う
 キャリヤを抑制したDSB信号を作るのが目的のICで、あえてバランスを崩してAM変調に使うなんて言うのは邪道だろうか?

 これはやってみたらわかる。非常に良質のAM変調が掛かるのだ。 (当たり前だが)いとも容易く100%変調が掛かる。 しかも低い変調度から100%まで変調のリニヤリティ(直線性)はとても優れている。オシロスコープにトラペゾイド(←参考)でも描かせてみたら優秀さは一目瞭然だ。

 同時に、変調トランスのような周波数特性を悪くするデバイスは使わないから低域から高域までフラットな周波数特性が得られる。  実際に使うにあたっては音声帯域を制限するLPF(低域フィルタ)は必需である。 HAM局のAM送信機ならfc=3kHzのLPFを入れるべきだ。あとはリニヤに増幅して行けばたいへん良い音のAM波でオンエアできる。 自家用の微弱電波AMワイヤレスマイクならfc=10kHzあたりの簡単なLPFでも入れておこう。

 MC1496はSSB検波(プロダクト検波)に使うのも良い。その場合、ややゲインをアップした使い方をすると有利だ。ゲインアップの具体的方法はPin2とPin3の間に入れる抵抗値を小さくする。 IFアンプのゲインは低めでも済むし、そのように設計するとS/Nも良好である。 検波器自身でゲインを持つことから後続低周波アンプのゲインは少なめにする。

 上手に設計してやることで、送信時のバラモジと受信時のプロダクト検波を兼用できる。入力・出力ともに2系統あるのでうまく使うとトランシーバが構成し易い。

MC1496を省部品で使おう
 性能が低下しない範囲で部品数を削減した使い方を検討してみた。

 左図の左側はデータシートに書いてある標準的な使い方である。VRを含め抵抗器は14本もあってたいへんだ。 右側はそれを可能な範囲で削減してみた例である。 抵抗器は5本少なくなっている。これでだいぶ使い易くなった。「JA9TTT式使い方」とでも言いましょうか、お勧めである。(笑)
 ネットでサーチしてみたら類似の使い方も幾つか見かけたので同じように感じて工夫した人もあるのだろう。 理屈をこねればいくぶん温度特性が悪くなる道理だが実際には性能低下を感じないから省部品型で十分だ。少々不真面目な使い方だがこれが実用的。図面に記載漏れしているが印のコンデンサは0.1μFで25Vまたは50Vのセラコンを使う。画像圧縮の関係で回路図の部品定数が読みにくいようなので部品表(←リンク)を用意しておいた。試作するお方はご利用を。

 図はDBMでの用法を基本としているが、AM変調器やプロダクト検波でも同様である。あなた自身のオリジナル設計で回路電流をもっと多めに流したいなどの際はバイアス抵抗の列を再設計する必要がある。しかし大抵の用途ではこのままの定数で済むだろうと思う。 電源電圧も9Vあたりまでならそのまま下げて行って大丈夫だ。

 低周波信号とキャリヤ入力端子のインピーダンスを約1kΩに設計している。従って前段回路の負荷は軽いのでドライブし易くなっている。HF帯ならこれで支障ないが、もっと高い周波数(VHF帯とか)でミキサー回路に使う際などは低く変更すべきだ。 単純に該当部分の抵抗値を低くすれば良い。

まあ、使い易くなったかな
 外付け抵抗器が9本ではまだ少ないとは言えないが、ずいぶん減った印象がある。 部品レイアウトも容易になるのでプリント基板化でも有利だ。

 写真は約1MHzのバラモジの例である。ブレッドボードでの製作にもかかわらず、キャリヤ・バランスの調整はとてもスムースで、容易にバランスアウトできる。 SSBジェネレータ用のバラモジとしては音声信号が過大にならぬよう信号レベルを管理してやれば良い音の変調が掛かる。フィルタ・タイプのSSBジェネレータだけでなく、PSN型にも悪くない選択だろう。

 AM変調器としての性能も見たがなかなか良好であった。 回路の性質上、100%を超えた変調も可能である。 ただし過変調の波はAM受信機で聞くと歪むだけなので100%を超えないように制限を設けるなど考慮しておきたい。 多くのAM放送局のように平均変調度30%程度で行くなら過変調の心配はあまりない。 人声(スピーチ)を扱う範囲においては神経質になるほどでもないようだ。

                ☆ ☆ ☆

 某誌で何回か「私の部品箱」と言うワンページ記事を書かせてもらっている。 私はピンチヒッターの立場なので懐かし系のデバイスをテーマにしている。 記事の依頼でも「長年愛用している」デバイスが良いとのお話もあって何だかビンテージ物が続けて登場してしまっている。(笑)

 MC1496もそんなデバイスの一つである。  そうは言っても、新たに扱うに当たり過去そのままの紹介では詰まらないだろう。 いま使っても有用なDBM-ICなのだが「何となく使いにくい」ので敬遠されがちだ。 敬遠の理由はズバリ「外付けパーツの多さ」にあるわけで、そこが改善されたら再活用されるのではないだろうか。 少ない誌面に使い方の経緯のような詳しくは書けないからBlogで纏めておくことにした。 ディスコン(製造中止)でプレミ付きになった高額なDBMチップを入手するのも詰まらんものだ。  部品はちょいと増えるがコスト・パフォーマンス抜群のMC1496(NJM1496D)を再びDBM-ICの定番に据える良い機会なのかも知れない。de JA9TTT/1

(おわり)