けして嫌いではないのですが、いわゆる『レアもの』を無理に探し出してまで使おうとは思いません。 珍品はネタとして人目を引くかも知れませんが、珍しさだけでは直ちにユニークで意味のあるテーマとは思えないからです。 ですから、ただ単に珍しいものをBlogの題材にして・・・と言うは考えは持っていません。
ですが、それが珍しいパーツであっても実際に目の前に置かれてしまうと、これは「何とか旨く使ってみたい」とか「では試してみよう！」と思ってしまいます。 以下、少々珍しい部品を扱いますが「レアものお奨めBlog」でないことは予めご理解ください。 電子部品を扱うなら、できるだけ誰でも手に入る普遍的なものをテーマにしたいと思っています。（笑）
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写真のMC-1451と言うICはアナログ時代の通信関係機器に使われていた特定用途専用部品です。MC-と付いていますがMotorola Semiconductor社の製品ではありません。 N社は混成集積回路（ハイブリッドIC）をMicrocircuitと呼び、MC-の型番を付けていました。 写真・上側の黒いものが新型で下側の白い方は旧型です。 このMC-1451はSSB波を復調するDBM部と低周波アンプ部が集積さています。 フィルタを通ったキャリヤ周波数128kHzのUSB波（Upper Side Band：上側帯波）が入力信号です。 そこに128kHzのキャリヤ信号を加えてプロダクト検波を行ないます。出力信号は低周波の音声帯域です。
ギルバートセルを基本としたDBM部と、OPアンプ形式の低周波増幅部が内部で直結されていて切り離して使うことはできません。 また電源電圧も21Vに最適化されていて融通が利きません。 要するに他の用途には使いにくいので何となく敬遠気味のICでした。 ところがたまたま等価回路を眺めていて、面白そうな回路構成だと感じたのです。
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すでに過去のデバイスです。一般市販されたことも無いので入手の見込みはほぼ無いでしょう。 従ってこれは自家用の情報として纏める意味からBlogで扱っています。 以下の評価はごくわずかのお方にはかなり有用かも知れませんが、その他ほとんどのお方には無意味でしょう。 ここらで深入りせずお帰りもお勧めです。 まあ、お暇でしたら「世の中にはこういう石（デバイス）もあるんだ」と言うことで、お付き合い頂くのも宜しいかも知れない・・・。（笑） なお、このチップが搭載されたジャンクをHAMフェアで見かけたこともありますから、取り外し中古品として入手できる可能性も皆無とは言えない？
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電源電圧が固定されていて融通性が無い、あるいは使用回路も限定されているなど、面白味のないチップだと思って見過ごしてきました。 そのような特徴は見直したところで変わる訳でもないのですが、興味深いことに気付きました。
左図は内部等価回路です。 MC-1451はハイブリッド構造のICです。 シリコンのチップ、すなわちシリコン小片上に作られたモノリシック（単結晶的な）なICを中核にしています。 さらに使用目的の回路に必要な周辺の部品をセラッミック基板上に搭載して集積したハイブリッド構造のICです。 近ごろではあまり見られない形式のICです。
図中の1点鎖線で囲まれた範囲がシリコンのチップです。この中の回路がシリコンの小片の上に載っています。 その外側にある部品がセラミック基板に載った部品でいずれも印刷された抵抗器です。 シリコンのチップは同じセラミック基板上に接着され、引出し配線はセラミック基板にワイヤボンディングされています。 現在なら完全モノリシック化も可能だと思います。 開発当時、精度の良い抵抗器は印刷抵抗を使ってトリミングする必要があったのでしょう。そうした理由でハイブリッドIC化したものと思います。
図の左側の部分がギルバートセルをコアにしたDBM回路です。 このDBMはもっぱらSSB信号を復調し音声を取り出すのが目的です。 キャリヤ信号のレベルシフトやバイアス回路が付いており、さらにNFB（負帰還）を掛けるための回路も集積されているのでだいぶ複雑になっています。
図の右側の部分はμPC157A(=LM301A)に類似のOPアンプのような回路になっています。ただし差動入力・差動出力の完全平衡型になっているのが珍しいです。 これは、出力負荷が低周波トランスなので差動出力にすると同じ電源電圧で2倍の振幅が取れて有利だからです。 Push-Pull動作は歪みにも有利でしょう。
そして珍しいのはOPアンプの部分だけなくDBMの部分を含んだオーバーオールなNFBが掛かっている点です。 周波数特性の平坦化、ゲインの均質化のほかに復調歪みの改善が目的でしょう。 解析していて、この「NFBの掛かったSSB復調器」にたいへん興味を覚えたのです。 使いにくいし用途も限定されているので見過ごしていたICでしたが、このNFBの掛かった・・・と言う部分に興味を惹かれてしまいました。
図は評価回路であるとともに実用の際に使用する回路でもあります。 電源電圧は21Vであって少々特殊です。 オリジナルでは+接地の-21Vを電源とした回路で使われていましたが、使いにくいのでマイナス接地の回路に改めています。
キャリヤ（復調用搬送波）は-10dBm、0dBm、+7dBm（75Ω系）に切り替えて特性をとってみました。 キャリヤ及び信号の入力端子は50Ωや75Ωではないので不整合ですがDi-DBMとは違って整合していなくても支障ありません。 ちなみに各端子のインピーダンスですが、キャリヤ入力端子は10kΩ（差動で20kΩ）以上、信号入力端子は3.7kΩ（差動で7kΩ）くらいです。 信号出力のインピーダンスは75Ω（差動で150Ω）になっています。
電源電圧は標準+21Vですが、下げて行ってどこまで正常動作するか調べてみました。 徐々に最大出力が小さくなりますが、+18Vくらいまで正常に動作します。 当たり前ですが総合的に見て+21Vで使うのがベストでした。従って評価も+21Vで行ないます。
IC内部にツェナーDiで電圧を作っている部分があって、その関係で最低電圧が決まるようです。 せめて+12〜15Vで使えたら良かったのですがちょっと残念です。
例によってブレッド・ボードでテストします。
このMC-1451は128kHzで使うことを前提にしているので、回路構成上あまり高い周波数は無理があります。 性能低下しない周波数として1MHzあたりが実用上限と考えられます。（周波数を変えて調べました）
1MHzと言うこともあって、ブレッドボードでテストしています。特に支障ないようでした。 復調回路なので、キャリヤ漏れはあまり気になりませんからDBMのバランス調整は省略しています。 必要に応じて付けようと思いましたが、キャリヤ周波数が復調周波数とかけ離れているならなくて大丈夫です。
漏れてくるキャリヤと上側へ変換される信号の除去の為に、インダクタ：2.2mHとコンデンサ：1,000pFを使った簡単な低域フィルタ(LPF)を出力部に入れてあります。（2.2mHは右上の青い筒状部品） このLPF部分は少々問題があるので本式に使うときには再設計のつもりです。
最初の写真にあるように、MC-1451には新旧2つのタイプがあります。 こちらが旧型のようです。 新型は樹脂でモールドされているのに対し、こちらはセラミック基板を覆うカバーが爪で止められているだけの構造です。
従って、簡単に中の様子をうかがうことができるのですが、殆どの場合、黒色の樹脂製カバーを外す際に爪が折れてしまいます。 従って無理に中を見ようとしない方が良いでしょう。 なお内部回路は新旧どちらも同じのようです。 差し替えてみても差は感じられません。 文字の印刷面から見た時、1番ピンの位置が新旧では左右反対なので注意します。 この写真のものでは左から「10,9,8,・・・2,1」の並びです。右端の赤い丸印が1番ピンを示すマークです。黒い新型は型番印刷面から見ると逆の順です。
キャリヤ信号fc：1,000kHz、0dBm/75Ωを与えています。 信号の方はfs：1,001kHz、-10dBm/50Ωです。 従って、復調出力はfs-fcですから、1kHzです。
オシロスコープの波形からは奇麗な正弦波にしか見えませんので、歪み特性を調べてみることにしました。 同時に、キャリヤ信号の注入量をパラメーターとし、入出力電圧の関係も調べました。実際に使う時のためにキャリヤ信号の最適レベルを探っておきます。
テストしていての感想ですが、NFBが掛かっている為でしょうか広い入力範囲で奇麗な正弦波が保たれるようでした。 過大入力で飽和傾向になっても・・・当然歪み率は悪くなって行くのですが・・・極端に波形が崩れないはその効果かも知れません。
最適なキャリヤ信号の大きさと言うものがあるように思えたので、-10dBm、0dBm、+7dBmの3種類で評価しました。 いずれも75ΩのSGで整合終端はしていないので概ね開放端電圧に近いと思います。
信号の方は、Pin4の手前で50Ωに終端して信号を加えています。 周波数は1,001kHzです。 999kHzでも同じだったので上側と下側の違いはないようです。 なお、実際に使われていた時も信号はUSB側でした。
キャリヤレベルが-10dBmのとき、復調歪みは最少でした。（青い塗りつぶしドットのライン） ただし、復調のゲインが低下して同じ入力に対する出力電圧は小さくなります。 また飽和傾向が早くから現れるのでこの歪み特性を見ただけで-10dBmが良いとは結論できません。 +7dBm（黒の塗りつぶしドット）にしても0dBmと比べ変化の度合いは少ないようです。概ね-5〜0dBmあたりのキャリヤを与えるのが良さそうです。
通信機においては1%未満の歪み率と言うのはなかなか良好だと思います。単純なアンプ回路ならまだしも、非線形な動作を伴う復調回路ですから良い性能と言えそうです。 なお、455kHzではどうか調べてみましたが、概ね同様だったので1MHzの例で代表します。
グラフで信号レベルが下がると歪み率が悪化するのはノイズの影響が出てくるからです。アンプを必要な帯域幅に絞り回路も良くシールドすればだいぶ改善されます。 信号の歪みが大きくなってくる訳ではありません。 加える信号を最大でも0dBmを超えぬ程度に留めておけば音の良いSSB復調（受信）ができるのではないでしょうか。
DBM回路そのものは高周波回路のミキサーにも使える性能を持っています。原理的に周波数特性は良好で広帯域です。 従って復調回路に使った時も復調出力は広帯域にわたり平坦です。（DBM部に続くアンプ部分が周波数上限を制限しています）
ここでは簡易なテストの意味から漏れてくるRF（＝キャリヤの漏れと和の周波数の信号）をカットできれば良いとして簡単なLCのLPFで済ませました。そのために、数10kHzのところに盛り上がりができました。
本格的に使う時は、インピーダンスを考え、整合したLPFを入れれば良いでしょう。そうすれば盛り上がりのない平坦な周波数特性が得られますから、そのつもりでご覧頂ければと思います。 MC-1451の復調周波数特性ではなく外付けLPFの周波数特性が見えてしまっている訳です。
以上、MC-1451の復調特性を評価してみました。実用するための情報が得られました。
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電源電圧が21Vと言うことから用途は限定されてしまうかも知れません。 AC電源の受信機(RX)なら電源整流回路を少し工夫して21Vを作るのは難しくありません。 12V電源の機械の場合、DC/DCコンバータで昇圧する手もありますが、そこまでして使う価値はないでしょう。
早速思いつく用途としてはR-390AやR-392と言った455kHz：IF出力を持ったRXの外付けSSB受信アダプタがあります。これらRXはSSB向きの検波器を内蔵しておらず、いま一つ復調音が悪いのです。 RF/IFゲインを絞って受信すれば何とかなるのですが、今風RXのようにSSB受信でもばっちりAGCを効かせて受信したいものです。 前々から外付けで『良い音』のSSBアプタが欲しいと思っていました。有望な活用候補にしておきます。 消費電流は10mA未満なので他の真空管機に内蔵するのも良さそうです。 ただし復調回路そのものがゲインを持つので信号レベルを見直す必要があるでしょう。 最初からMC-1451を使う前提で半導体式の受信機を設計するのも面白そうです。
いろいろ妄想が膨らんできたところでおしまいにします。 もしもこのICをお持ちなら面白い受信機なりアダプタが作れそうですからぜひともお試しを。 20世紀に置いてきた技術遺産にも優れモノがあったことを実感できるでしょう。 de JA9TTT/1
＃ブラジルのネットショップでMC-1451Eを見つけました。システムの補修用に輸出されたパーツの流出品でしょうか。ポルトガル語なので良くわかりませんが未使用品が手に入る可能性もある？
＃次は私なりにソ連製のDBMでも扱おうかな？ それってレアものだなあ・・・（爆）
（おわり）
加藤さん、こんにちは。
返信削除MC-XXXXと言う型番なのにNEC製なんですね^^
さすがにレアすぎるのか検索してもほとんど情報がヒットしません。
音が良い、ひずみ率が1%以下などと書くと、Hifi SSB好きな方が探し回って高額で取引されそうな予感がします。HiHi
JE6LVE/JP3AEL 高橋さん、こんばんは。 北関東の今日はずいぶん暖かになりました。
返信削除早速のコメント有り難うございます。
> MC-XXXXと言う型番なのにNEC製なんですね^^
昔々の話になりますが、MC-4080という角箱に入ったオーディオ用ハイブリッドICが出回ったことがありました。 裏返すとトランジスタの載った基板が見えると言うインチキ？な代物でしたが、結構流行ったように思います。おなじNEC製でしたねえ。（笑）
> 検索してもほとんど情報がヒットしません。
気になったので私も事前にサーチしたのですがブラジルの件が一件見つかっただけでした。 非常にたくさん・・数10万個？も・・・使われていたのですが、すべてが処分されたんでしょうね。 いっぱいメッキしてあったので金の回収に回ったのではないかと想像します。（笑）
> 高額で取引されそうな予感が・・・
たくさんあればお宝かもしれませんが自分の実験用しか持ってないので高くなっても意味なしです。（笑） MC1496に工夫して同じようなことができないか考えています。
復調波形を見るとFBですから流石に『プロ用の検波器』だなあって感心しながら測定しました。でもレベル配分とかRX全体を見直さないと本領を発揮させにくいので使い難いんですよねえ・・・（笑）
こんばんは
返信削除micro circuitの略でしょうかHi
ebayでアメリカで20個ほど売りに出ていて「プロの検波器」に惹かれて買ってみようかなとしてしまいそうになりましたが送料が代金以上になるのでとどまりました。
お宝系DBMというと家にNJM2203とAN612があります。2203はソ連DBMのような発振可能なDBMとアンプが込みになったもの、AN612は型番からNE612のセカンドソースと思いきや全然違うDBMですね。まだ試行ぐらいしかしていませんが・・・
いろいろ集めてみましたが送信に使うのが楽そうなDBMというのはなかなかないですね。常用できそうな出力が-20dbmだと1Wまでキャリアを拾わずに綺麗に上げるのは結構しんどいです。
かといってパッシブDBMは大きなキャリアがいるのでやっぱり原発振を拾わないようにする工夫が要りそうです。
JH9JBI/1 山本さん、こんばんは。 今日は暖かでしたね。
返信削除コメント有り難うございます。
> micro circuitの略でしょうかHi
N社は語を詰めてMicrocircuitとしていたようですが、その頭の文字を取ったのでしょうね。hi
> 「プロの検波器」に惹かれて・・・
ebayに出ていましたか。 どういう流出ルートなのでしょうね。hi hi プロとして通話料を頂く訳ですから復調音声の品質にも拘っているのでしょう。 歪みについての国際規格もありますから準拠している筈です。
> NJM2203とAN612があります。
どちらも珍しいですね。 AN612はTA7320P等のDBM-ICと同じようにCBが流行った時代のICだったと思います。RJXシリーズに使ってあったような。
> 送信に使うのが楽そうなDBM・・・
PSNは別としてバラモジの後はSSBフィルタでしょう。バラモジから出たDSBがあまりハイレベルだとフィルタで歪みます。 フィルタ式のジェネレータならローレベルの方が都合が良いでしょう。
PSN式でしたら直接強力なSSBを作る例が真空管時代にあったと思います。 いきなりSSBで数Wも得ていたと思います。 半導体式でも不可能ではないと思いますが・・・。（笑）
> 原発振を拾わないようにする工夫が・・・
そうですね。 ばっちり「シールドする」と言うのが正道ではないかと思われます。（面倒ですけど・笑）
早めに周波数変換してしまうのもキャリヤの回り込みを少なくする旨い手ですね。 ステージ数を減らすにはゲインのある周波数変換が良いです。
こんばんは。暖かくなるのはいいものの、花粉の飛散が心配です。
返信削除以前の記事でも取り上げられた石ですね。ハイブリッド構成といい、メーカーが提示した使用例の抵抗値がE系列ではなさそうなあたりに時代を感じますが、それでも「西洋ガンバコ」と呼ばれるほどICの歩留まりが悪かった時代よりは後のことでしょう。
有線電話用とお見受けしますので、DC24Vが供給されることを想定したのだろうと推察します。有線電話用ならDC48Vを意識してもよさそうですが、耐圧がもたなかった!?
一般的なデバイスではなさそうなので、今回の記事はオーバーオールNFBのご提案と理解しました。オーバーオールNFBといえば、アナログ時代のAM放送機で行われていたと聞きますし、拙宅でホコリをかぶっているONKYO Integra T-429R FMチューナでもFM検波出力を局発にフィードバックしています。
このデバイスは話の種に数個あってもよさそうですが、私自身はさすがに大枚はたいてまで入手しようという気になりません。
以下は蛇足ですが、先日の懇親会で宣戦布告（?）された手前、ロシア製ゲルトラだけで中波ラジオを作ってみました。中国の工場がしばらく休みなこともあり、久しぶりに基板を手作りしましたが、虫食いだらけで見られたものではありません（苦笑）。
細かい詰めは必要ですが、そこそこ動作しているようです。生意気にSメーターも付けました（爆）。
昇天した給湯器の交換費用分を稼がないといけないというのに、一体何をやっているのだか… 結局、ケミコンを全交換した浴室リモコンの延命処置はあまり意味がなかったようです。
それはさておき、ロシア製レトロデバイスは一山いくらで売られているようですから、懐古趣味に走りたい人は入手して遊んでみるものも一興かと（爆）。
JG6DFK/1 児玉さん、おはようございます。 今日は昨日以上に春らしくなるようですね。 花粉も飛びそう。w
返信削除コメント有り難うございます。
> ・・・悪かった時代よりは後のことでしょう。
1970年代半ばの開発だと思います。 ICの性能も安定してきた時代の物でしょう。
> DC24Vが供給されることを・・・
このユニットそのものは-21Vの供給になっています。 安定化してから供給していたものと思います。安定している電源が前提の設計でしょうね。
> オーバーオールNFBのご提案と理解・・・
効果的な技術なのか？と言う興味ですね。非常に効果的なら上手に取り入れたいですから。
> さすがに大枚はたいてまで入手・・・
あれば遊んでみる程度のデバイスであって、無理に入手するような代物ではないと思われます。hi hi
> ロシア製ゲルトラだけで中波ラジオを・・・
旨くできたようですね。 手作り基板のようでFBです。 Sメータ付きとはFBですね。 短波付きに改造しましょう。（笑）
> 給湯器の交換費用分を稼がないといけない・・・
給湯器は交換費用も掛かるのでたいへんですね。 頑張って稼いで下さい。
> ロシア製レトロデバイスは一山いくらで・・・
たまに良い物もあるようなんですが、殆どのものは・・・（笑） 出所によって放射能を帯びていたりすると困りますし。ww
こんばんは。今日は外回りの人には特にありがたい気候ではなかったかと思います。
返信削除ロシア製ゲルトラ使用の中波ラジオですが、パターン自体は他バンド改造に配慮してあり、コイルを２つ交換すると短波ラジオに化けます。ただ、BFOや微調機構がないので、中波帯以外での実用性はあまりないかもしれません。ちなみに、初期段階ではそのままでも高調波ミキシングで隣国の短波放送が賑やかに入感していました（爆）。
そういえば、放射性物質の飛散が騒がれた頃に買った線量計はすっかりホコリをかぶっています。ロシア製ゲルトラでも測ってみましょうか（笑）。
JG6DFK/1 児玉さん、こんばんは。 すっかり春の陽気になりましたね。 東京/神奈川は夕方雨だったようですね。
返信削除再度のコメント有り難うございます。
> 他バンド改造に配慮してあり・・・・
児玉さんですから考慮してあると思ってましたよ。hi
> BFOや微調機構がないので・・・
微同調はバリキャップを使ってDC的にやれば何とかなりませんか？ 周波数読み取りの方が問題かもしれませんね。 BFOは、まあセラロックか何かを発振させてIFアンプの近くまで持って行けば何とか・・。（笑）
> 高調波ミキシングで隣国の短波放送が・・・
アンテナ同調回路を付けないとLocal-OSCの高調波でいっぱい聞こえますね。hi hi
> 騒がれた頃に買った線量計は・・・
今だってそれほど大きく状況は変わっていないと思いますが、すっかり忘れられましたね。のど元過ぎれば何とやら・・・今年は原発も再稼働ですから。w
チェルノブイリのあたりは工業地帯でもあったようですから、危険な物品が入ってきている可能性も皆無とは言えないでしょうね。 目で見てわからないだけに心配は有りそうです。
福島の事故以前から生活協同組合が本格的な線量計を複数持っていたのはEu方面からの輸入食品を監視するためだったそうです。かなり怪しいものがあったのでしょう。
加藤さん、改めてこんばんは。確かに天候が不安定だったようです。木曜日あたりからまた寒くなるようですが、寒いのはもう結構です（笑）。
返信削除> 微同調はバリキャップを使ってDC的にやれば何とかなりませんか？
今回は限られたデバイスだけを使う前提だったので、必要最小限の構成にしました。
実は、その前にもっと本格的な2バンド受信機の設計が終わっていて、それにはセラロックBFOやバリキャップ（正確にはトランジスタの電極間容量を流用）による微調回路を搭載しています。さらには周波数カウンタ用I/Fも（笑）。
が、飯の種を優先させたのと、30石近いトランジスタを使った回路なのでパターン設計が面倒でずっと棚上げしています（笑）。両面基板も面倒ですが、今回久しぶりに片面基板を設計してみて、すっかりそれができない体になってしまっていることを実感しました。
今回作ったものは8石で、いろいろなパッケージのトランジスタが実装できるようにもしてあるので、基板を増産してバリエーションを楽しむのも一興かと（笑）。とはいえ、手持ちの石に合わせたのですが、それ以外でTO-66-5パッケージのAFパワトラを探すのはきっと至難の業でしょう（爆）。
> アンテナ同調回路を付けないとLocal-OSCの高調波でいっぱい聞こえますね。hi hi
バーアンテナがあってもそんな具合でした（爆）。感度は下がりますが、自励コンバータの動作電流を減らすことで4MHz以上の応答はかなり抑えられました。それでも3次高調波までの影響は抑えきれないようです。もしかしたらバーアンテナの実効Qが低すぎるのかもしれません。
> のど元過ぎれば何とやら・・・
日本人は本当にそうですね。それにしても、原発事故のおかげで輸入食品を監視する目的で導入した線量計が、自国で生産する食品の安全性を証明するために使われることになるとはまったく皮肉な話です。
JG6DFK/1 児玉さん。こんにちは。
返信削除再々のコメント有り難うございます。
> 必要最小限の構成にしました。
もともとJBI山本さん提供のトランジスタの活用がテーマでしたね。hi hi
> 30石近いトランジスタを使った回路・・・
それは力作です。 何時か出来上がったら見せて下さい。 アナログ回路で30石近く使う設計と言うのもたいへんだったでしょう。
> 自励コンバータの動作電流を減らすことで・・・
自励コンバータはトレードオフになる部分が多くて厄介な回路です。 最適設計値は概ね決まってるんですけど。hi
> まったく皮肉な話です。
絶対に起こる筈は無いと言うことが現実に起こった訳ですから・・・・ネ。もっとも科学者は可能性ゼロとは言ってなかったので、そう言ってたのは政治家だけですけど・・・。また言っていますネ。（苦笑）