【HAM】Repair the FRDX-400 Receiver

【FRDX-400型・受信機の整備】

【八重洲無線：FRDX-400】
　写真は八重洲無線のFRDX-400通信型受信機である。　数年前に、ご不要とのことでJO1LZX河内さんにお譲り頂いたものだ。　その後お蔵入りしていたが最近になって少々気になる事があったので引張り出してみた。　この機会にどんな受信機だったのか詳しく探ってみよう。

　写真は整備済みであるが、お譲り頂いた時点でかなり整備されていたから見た目は殆どそのままである。　河内さんがレストアをお楽しみになった後ではなかっただろうか。

　1967年に登場した受信機：FRDX-400と送信機：FLDX-400で構成される八重洲F-400ラインと言えば昔の憧れであったように思う。　八重洲からは既に先代のF-100Bラインが出ていたが、400ラインの垢抜けしたデザインには魅了された覚えがある。　しかしSSB受信機の性能を満たしたデラックス・グレードは高価であって学生の身分では遠い存在だった。　いま思えば基本構造は同等だからオプション無しの一番安いスタンダード・モデルを徐々にグレードアップして行く手もあったように思う。それでも高額ではあったのだが・・・。

参考：FRDX-400をはじめ、八重洲無線の旧型機の取扱説明書（回路図含む）はメーカーのサイト（←リンク）から無償でダウンロードできる。八重洲無線の取説は良くできており十分メンテナンスに活用できる。以下もメーカーの資料を参照して行なった。

【FRDX-400の内部】
　基本的に真空管式の受信機である。VFO部とマーカーオシレータ部を除けばあとはすべて真空管だ。　真空管は全部で9球である。オプションのFMユニット装着でもう１本増える。従ってオプション付き本機は10球だ。　チャチなシングルスーパーの9R59/Dでさえ8〜9球なのだから、意外に少ない球数である。中身を見ればわかるが、切り詰めた設計と複合管の採用でうまく実現している。

　回路構成は典型的なコリンズタイプ・ダブルスーパー・ヘテロダインである。　第１中間周波は5,955〜5,355kHz、第２中間周波は455kHzだ。　選択度を決めるフィルタは第２中間周波に入っており、全てメカニカル・フィルタである。
　対象とする電波形式はAM、SSB、CW、そしてオプション装着でFMが受信できる。 FMはFMラジオとは違うNBFM（狭帯域FM）である。

受信周波数は、1.9(160m)、3.5(80m)、7(40m)、14(20m)、21(15m)、28MHz(10m)の各HAMバンドのほか、WWV/JJYとして10MHz帯(30m)が、さらにCBとして27MHz帯(11m)がある。（一部はオプション）　このように現在許可されているWARCバンドはない。（図はブロックダイヤグラム。赤字はオプションを示す）

　バンドスイッチに遊びのポジションはないから追加することもできない。　但し、10MHz帯だけはWWV/JJYのバンドで受信できる。　従って18MHz帯(17m)や24MHz帯(12m)を受信するにはどこかのバンドを犠牲にするか、外付けのコンバーターで対応する必要がある。　まあ、そこまでしてこの受信機を使うこともないだろうが・・・。　もしやるとすれば、あまり利用価値のないCBと10Dのポジションだろうか。

参考：オプションで6mと2mバンドのクリスタル・コンバータ（クリコン）が装着できる。10mバンドに周波数変換されるのでVHF帯はトリプル・スーパーとなる。
　

【FRDX-400の内部：底面】
　一部を除いて、ラグ板とワイヤ・ハーネスを使った、昔ながらの真空管機器の手法で作られている。
　オプションのFMユニットはプリント基板化されている。追加の容易さを考えたのであろう。この時代であるから基板はベークライトで片面だ。

　プリント配線を見慣れた目には配線の追跡し難くさを感じる。　部品番号も最低限シャシ表面に刻印されているだけだ。従って真空管のピン番号から追うしかない。　このあたりの感覚はすっかり忘れていた。こうした配線を見るのはCollinsのS-Line以来、ずいぶん久しぶりのように思う。

【FRDX-400：RF部分】
　受信信号は写真上方のマーカー基板裏あたりにあるM型接栓から入ってくる。　写真中央の6BZ6で高周波増幅される。　続いてその右下側、6U8の3極部で1回目の周波数変換が行なわれる。ここは三極管のカソード注入ミキサでローノイズを狙ったのであろう。　第１局発は同じ6U8の5極部を使った変形ピアース水晶発振回路である。プレートの同調回路を切り替えて、基本波を使う周波数と高調波を使う場合とがある。

　アンテナ・コイルとRFコイルは幾つかのバンドで共用が見られる。まず、160mと80mバンドはそれぞれ専用である。　40m、20m、WWVが共用、そして15m、10m、CBが共用だ。　従ってコイルは全部で4組あることになる。　写真の様にバリコンは、FM４連(max21pF)・AM2連(max330pF)を使っている。　そのうちAMセクションは160m、80m、40mのローバンドでのみ使用する。他のバンドはFMセクションだけを使う。

　このようにコイルを共用して多バンドをカバーすると周波数によって共振インピーダンスの変化が大きくなる。　共振インピーダンスが下がる下側のバンドではゲイン低下が起こって不利になる訳だ。　従って15mバンドの感度がやや低いのはやむを得ない。　40mも20mに比べたら不利なのだがゲインの余裕が十分あるようで感度低下は感じられない。

【FRDX-400：IF部】
　第１中間周波：5,955〜5,355kHzでは増幅を行なわない。　古いCollinsタイプでは第１中間周波で増幅する例も見られた。しかし選択性を持たない所でたくさん増幅すると多信号特性が劣化する。　従って必要なければ増幅などしない方が良い。

　FRDX-400の第１ミキサーは6U8の3極部なのでS/Nは良いが変換ゲインはあまりとれない。　しかしRFアンプ：6BZ6で十分増幅されており、ミキサーにもそれなりのゲインはあるので増幅段を省いたのであろう。第１中間周波の同調回路がVFOバリコンと連動するのもだいぶ有利だ。　VFOは2SC372を使った変形コルピッツ型で、5.5〜4.9MHzを発振する。続いて2SC372のエミッタ・フォロワでバッファされたあと、更に6BZ6でアンプされてから第２ミキサーに供給される。また、VFOはFLDX-400とトランシーブするために6BZ6のアンプから外部出力されている。

第２ミキサーはペンタ・グリッド管、即ち7極管の6BE6である。　6BE6はノイズが大きいとか、さんざんな言われ方だが、それは必ずしも正しくない。　6BE6に入る信号がすでに十分大きければ殆ど影響は無い。　むしろこの部分が6BE6なのは混変調特性の点でだいぶ有利だ。　ここに5極管や3極管のグリッド・インジェクション型ミキサを使うのは賢明でない。それらを第２ミキサーに使うと混変調の温床になってしまう。（左図面は本機・初期型で八重洲無線のサイトからはダウンロードできないもの。高解像度版は「コールサインと氏名」（必須）を明記の上でリクエストを。大人の常識を欠く失礼なメールには返信しません）

　このあたり、7360など適当かと思うが実は6BE6でもけっこう行ける。これはやって見ればわかる。　6BE6の混変調特性は悪くないし、第２ミキサーに使うのならS/Nでも有意差は見られない。IF周波数は離れているので、平衡型ミキサーである必要もない。　7360幻想を抱かれているお方には申し訳ないが実際はそんな所なのである。各メーカーがあえて高価な7360を受信部に使わなかった理由が良くわかる。プロの『良い設計』とはそう言うものなのであろう。　既にFT-50（HF帯のSSBトランシーバ）のころから7360を扱ってきた八重洲無線が受信部への活用を知らぬ筈もなく決定的な違いがあったなら当然採用していたと思う。もちろん幾つもの使用例が示すごとく送信用バラモジには有利なデバイスだった。だからと言って今どきそこだけ真空管と言う訳にも行かぬが・・・（笑）

　第２中間周波増幅では、まず初めにメカニカル・フィルタ（メカフィル）で帯域制限される。フィルタはオプションが多いが、CW用600Hz、SSB用2.4kHz、AM用4kHz、FM用が24kHzの各帯域幅である。（写真ではCW用は未装着）　AM用は東光製の簡易型メカフィル２個なのでトリオ9R59D並の選択度である。但しもっと良いAMフィルタに交換し得る。　フィルタを出た後，12AT7（半分）のカソード・フォロワを通り、同じ12AT7の半分を使ったTノッチ（次項参照）を通ってから6BA6で２段増幅される。

　その後、各検波回路へ導かれる。　FMの場合はさらに6U8の5極部でリミッタされフォスターシーリー回路（変形）で検波される。SSBとCWの検波は1S1007を4つ使ったリング検波、AMは普通のゲルダイによる検波である。各復調信号はSi-Diを使ったANLを通ったあと6BM8で低周波増幅されスピーカー（外付け）を鳴らす。　なおSメーターは中間周波増幅の2段目：6BA6のプレート電流変化をブリッジで読む形式である。　AGCはRFアンプと2段の中間周波増幅に掛かっている。

　写真のようにCWフィルタは未装着であるが、中心周波数が455kHzの狭帯域フィルタ装着には問題がある。それを付けてしまうと約1.5kHzのビート音でCW受信することになってしまう。　BFOの発振周波数をCW用に切り替えられないのだ。　このあたりの欠陥があるのでSSBフィルタのままリジェクション・チューニングを駆使しながらCW受信すべきなのかも知れない。オーディオ帯のピークフィルタを付加するのも効果的だ。　もちろん、BFOを改造してCW用水晶を追加すると言う手はある。もっと単純にはCWの時だけBFOクリスタルを差換えてしまえばよい。キャビネットの上蓋を開ければ簡単に交換できる。追加クリスタル用の穴もあいているから、はなから改造を考慮していたようだ。

【リジェクション・チューニング】
　Tノッチとも言われるもので、鋭いディップ特性で、不要な混信を除去する働きをする。　主にCWの近接混信除去かAMのビート混信軽減用だろう。

　単純なTノッチではQが低くて主信号にも影響が及ぶので、12AT7（片側）を使って正帰還を掛けた一種のQマルチになっている。同様の回路はCollinsのHAM用受信機：75S-3にも採用されていたから、それを意識したのであろう。

　いま、CWを受信していて、少し離れた所に耳障りな混信があるとする。　パネル面のRejection Tuningと言うツマミを慎重に回して行くと、その混信を消去できるところがあるはずだ。　この機能は混信除去としてはなかなか優秀であり、後世の受信機にも採用例がある。

　なお一種のブリッジ回路を使ったアナログな装置なのでバランス調整がとても大切だ。　最良の除去性能を発揮させるためには写真のVRとコイルを良く調整しておく必要がある。　暫く使うとややずれて来るので、時おり再調整が必要だ。　うまく調整しておけば常に60dB以上のリジェクションが得られるだろう。かなり有効な機能なので使わない手は無い。　なおこの機能をOFFする方法は面白い。　OFFのポジションでバリコンの羽根どうしがショートするようになっている。　コイルの両端が短絡される形になってTノッチをパスすることができる。（このあたりも75S-3の真似っぽい）

【マーカー発振器】
　アナログダイヤルの受信機にとって、マーカー発振器は必需品だ。　頻繁に近傍の校正ポイントでダイヤルをキャリブレーションしないと周波数読取り精度が上がらない。　

　大きなクリスタルは100kHz：HC-13/U型である。　100kHzを発振させたあと自走マルチバイブレータに同期を掛け25kHzマーカーとしても機能するようになっている。　自走周波数が25kHzからずれるとうまく同期しなくなるので、その時は基板中央のVRを加減する。　なおWWVと校正するときは25kHzの状態でやると良い。　100kHzでやると25kHzに切り替えた時に少し周波数がずれるからだ。　従って25kHzの状態で良く合わせておくべきだと思う。

　マーカー発振器はトランジスタ化されている。2SC367と言う非常に古い東芝製のシリコン・トランジスタであり足は金メッキまでされている。hFEのランク分けも頭にカラードット表示である。　もしもこれらのトランジスタがダメになったら2SC1815等の汎用品で問題なく代替できる。

【AGC時定数のコンデンサ】
　ここから先は少しばかり修理と改造の話しになる。

　写真の大きな緑のコンデンサはAGC時定数用コンデンサである。　受信していてAGCのSlowがおかしかった。AGCの動きがSlowにならぬばかりか復調歪みも感じた。　Slowの時には1μFが追加され、放電時定数が長くなるようになっている。ごく単純な回路なのである。たぶんそのコンデンサが悪いのだ。AGC回路で電流リークがあればAGCの効きが悪くなってIFアンプで歪んでくるだろう・・・。

　1μFには小型の電解コンデンサが使ってあったがリークしているらしい。古いから絶縁低下もやむを得まい。　そこで今度は劣化し難いフィルムコンデンサに交換しておいた。　まあ良質な電解コンデンサでも十分なのだが、間違いない所と言うことで。ちょっと図体がデカイが。（笑）　これでAGCのSlowも正常な動きになった。復調歪みも改善された。

　なお、FRDX-400のAGC回路は本格的に改造すべきだと思っている。　これは過去のFR-100B改造の経験からだ。　外観はともかくFRDX-400とFR-100Bの回路は瓜二つであり、当然AGC回路も似通っている。　FR-100Bでは増幅型AGCに改造し十分チューニングしたところまるで別の受信機のようになった。　FRDX-400も同じように改造すれば非常に良くなると思うので、いずれ実行したい。（なお両機の比較では、半導体化されたVFO部は明らかにFRDX-400の方が良い。それを除けば似たようなものだ）

【BFOのリプル対策】
　CWの受信音が何となく『ブザーチック』である。澄んでいなくて、オーバーに言えばブザー音のように聞こえる。

　どこかの発振部がハムっているのが原因だろう。取りあえず、疑わしい455kHzのBFOにフィルタ・コンデンサを追加してみた。　電源からのリプルを軽減する目的である。　これはけっこう効果があって、だいぶマシな感じになった。

　ここだけでは片手落ちかもしれないので、第１局発やVFOも見直した方が良さそうだ。そうすれば更に良くなるだろう。もちろんSSBの受信音にもかなり影響する。　何となくスッキリしないのはそのせいかも知れない。　このFRDX-400は初期型なので、VFOの安定化電源もツェナーDiオンリーの簡易型なのでそれも何とかすべきだ。

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【調整】以上、補修などして各部が正常なことを確認してから全般的な調整に移った。　FRDX-400のようにHAM用として必要最少限の回路構成でできた受信機では調整が極めて重要だ。　同じ短波ラジオでもBCL用のごとく強力な放送局が相手ではないからだ。　時に空間ノイズぎりぎりの信号のお相手をすることにもなる。　受信機の各部が最良の感度で働かないとHAMの使い物にはならない。　僅か数dBが勝負になるので、きちんとした調整を行ないたい。
　しかも各コイルのコアやトリマコンデンサは過度の調整頻度には耐えられないから、適切な状態に最低限の調整回数で追い込む必要がある。　過剰な調整でコアやネジが「ゆるゆる」になってしまえば、今度は機械的に安定な動作が損なわれてしまう。（振動や環境変化で容易に調整が崩れる受信機になる）　だから手順を良く読んで内容を理解するとともに適切な道具と環境を揃えてから調整を始めよう。

　調整は取扱説明書の手順がよい。　低周波段、すなわち後ろの方から始めて、RFアンプの方へ遡る方法だ。　検波及びIFアンプ部分は殆どずれていなかったので、僅かな再調整で済ませることができた。　しかしRFアンプ部のトラッキングは幾分ずれが大きかった。　コイルのコアを調整するバンドとトリマコンデンサの方を調整するバンドがあるので，順序に従わないとうまく調整を完了できない。　きちんと調整が済むとプリセレクタの効きがシビアになったのがわかるだろう。常に感度のピークになるようプリセレクタつまみを操作し最高感度で受信する。余分なゲインのない受信機では非常に重要な受信操作だ。

　ちなみに14MHz/CWでは0dBμ(SSGのEMFなので受信機入力では0.5μV)で十分なS/Nが得られ-20dBμまで実用的な感度があった。-30dBμあたりでセットノイズに埋もれてくるようである。　空間ノイズを考えればHF帯の受信機として感度は十分だと考えて良い。　ただしゲインに余裕がないからごく弱い信号を聞くにはAFのボリウムを上げてやる必要がある。このあたりは後世の機械のようにゲイン過剰でAGCがいつも深く掛かるようになっている受信機（受信部）とは違うところだ。　40dBμ(EMF)でS-9になるが、S目盛一つが6dBと言うのはこの受信機に限らず多分にマユツバだと思う。hi

【Your 59-Over!】
　今どきの黒っぽい受信機やトランシーバばかり見慣れていると、FRDX-400はずいぶん新鮮だ。レトロと言うよりモダンを感じるくらいである。

　このFRDX-400はかなり初期型らしくダイヤルの1回転は50kHzである。昔のダイヤルはこんなものだったのだ。それでも100kHzダイヤルの軍用受信機：R-390A等よりも扱い易い。　AMならまったく問題ない減速比で、むしろクイックで使い易いほどだ。　他の部分も初期型の特徴があって最初のオーナーは発売から間もない1967〜8年ころ購入したのではないか。　作られて40年をゆうに過ぎている。いやむしろ50年に近い。　だからこれは昭和モダンと言うべきか。（笑）

　十分減速されたダイヤルに慣らされた指先に、SSBはちょっとチューニングがつらい。　しかし昔のようにゆっくり慎重なダイヤル操作できちんと音になる。　そんな感触を思い出しながら操作を楽しむことができた。　周波数が細かく読めないのは何ともフラストレーションを感じるが、それとてじきに慣れてしまった。子供のころこんな受信機があったら楽しかっただろうなあ・・・と思いながら。“ やっぱ9R-59Dよりいいよなあ！ ”（←あたりまえ・笑）

　いずれのRigも発売はわかっても生産終了の時期を知るのは難しいものだ。F-400ラインも同じである。　学生HAMが多く手狭なシャックが多かったJAではトランシーバが好まれた。だからF-400ラインが爆発的に売れた形跡はない。しかし、少ないながらもセパレート機には根強い人気があった。　実際に参照した最後期らしいF-400ラインの保証書には1972年6月の日付がある。ボールドライブ減速の100kHzダイヤルの最終型だ。発売から5年以上経過している。　確かなのはF-101ライン登場の1973年末頃までのようで7年に及ぶ息の長い製品だった。或はFTDX-401と同じように東芝の受信管製造が終了する1976年ころまで作られていた可能性もある。

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　現在の視点で見たら様々な不満を感じるだろう。しかし本質的な部分は押さえてあるのできちんと整備すれば取りあえず実用範囲にある。　ただし便利機能満載の現代的RXがシャックに溢れている状況であえてこれを使うのかと言えば、やはり「ノー！」ではないか。　それでも良く調整したお陰だろうか、14MHzや21MHzあたりもなかなかFBに聞こえて来た。DXingのお供ができそうなのは、流石にコリンズタイプ・ダブルスーパーの威力と言えそうだ。周波数安定度も高一中二のような際どさは感じられない。

　僅か10本の球と数個のTr+Diで実用にしているのだから、今のリグって幾つ能動デバイスを使っているのだろうと考え込んでしまう。ICの中身まで考えたら気が遠くなるほどだ。　もちろんコストの問題もあるが、発熱するので無闇に球数は増やせなかったのだろう。少ない能動素子を活かせば通信型受信機くらい立派に作れますよと言う見本のようなものだ。もちろん、電気的な助けを多くは期待できないので機械的に実現している部分も多々あるのだが・・・。真空管機は『Boatanchoer』などと揶揄されもするが、FRDX-400はコンパクトだしアンカーにしては少々重さが足りない。取り回しは楽々だった。（笑）

　今どき真空管式の受信機なんて・・・と言う声も聞こえてきそうだ。回路屋なりの解釈なので、どこぞの雑誌記事とは色合いの違った解釈になったかも知れない。例によって、これは娯楽用の読み物Blogであって、何の役にも立たぬものだ。単なる個人の戯れ言なので、異論や反論は馴染みませぬ。どうぞ、そのおつもりで。　しかし昼休みのお暇を十分につぶせたのではありませんか？　こんなお話でよかったらまた何時か。（笑） de JA9TTT/1

（おわり）