Making HF All Wave Radio Receiver(0.5〜32MHz)･･･少年時代の夢再び！
少年の頃夢に見た本格的HFオールウェーブ受信機を現在の技術で実験・製作するページです
(一般的なIF=455KHzの「高1中2受信機」とは一線を画しますのでご注意を！)

Oct 30. 2005　　COFFEE BREAK･･･7360と455KHz_IFT届く

久し振りに受信機らしい部品が登場する。先週札幌のNPO法人ラジオ少年に頼んでおいた7360(ビーム偏向管)とIFT(455KHz)が届いた。7360はこの受信機に採用するかどうかは未定であるが、IFは455KHzにする予定でいるので用途はほぼ確定している。「ラジオ少年」ではこうした、国内での入手が難しい部品を世界中から集めて販売している。特に18歳未満の青少年や学生には割引があるので是非お勧めである。勿論オーナーの様な「元ラジオ少年」でも喜んで頒布して頂ける。
さて写真左は新品のRCA/7360で、たくさんあると言うことで4本購入してみた。この球は八重洲無線のFT-200/400シリーズでSSBの平衡変調に使われ、TRIOでもTS-500の平衡変調に使われていた。また、カメラやTV受像機の色信号変復調器やFMステレオ復調器などに採用される事もあった。色信号やFMステレオはサブキャリアに平衡変調をかけるのだが、キャリア成分は不要なためSSBと同様にキャリア抑圧される。類似した真空管として6AR8/6JH8/6HW8/6ME8等 があったが殆どお目に掛かる事は無かった。
オーナーは昭和46年に入手した7360を持っていたが、「ラジオ少年」のサイトを見て余りにも懐かしく衝動買いしてしまった。7360を使った受信機と言えば、何と言っても今は無き「Squires Sanders社のSS-1R」だろう。RF増幅無しでいきなり7360のミキサーにRFをぶち込む手法に驚かされたものだった。

今回の製作ではこの「7360ミキサー」も候補の一つであるが、RFの素通りを嫌うとRF入力もバランスさせる必要があり複雑になるので一寸気が引けている。RFの素通りを嫌うために妙なf特を持ったTRAP等を余り使いたくないのだ。本音(これは理想であるが)は、例えばIF周波数が9MHzで局発を18MHzで受信周波数を9MHzなどと無茶苦茶な事を考えている。IF幅の数KHzの間を-80dB程度に減衰出来ないものだろうか･･･何処かで笑っているOM氏の顔が浮かん来そう。
左の写真は7360より約3時間早く届いた米国製の455KHz_IFT。22mmx22mmx53mmと昔のTRIOのT-21程度の大きさだが、コイルボビンは約8mmΦありT-21より太い。またコアも6角型で専用の調整棒で回すが、T-21のマイナス型に比べはるかに壊れ難い。側面にL301とL401と印刷があるので何か違いがあるのかと分解してみたが全く同じ作りであった。同調容量には300PFのシルバードマイカが取り付けてあり好感が持てる。コイルのタップダウンは無いが、端子に開きがあるのでC分割によるタップダウンを行うことが出来る。ちなみにコイルの直流抵抗は約7Ω。300PFの455KHzにおけるリアクタンスXl=1/2πfC=1/2･3.14･455KHz･300PF=1167Ω。無負荷Q=Xl/R=1167/7=167･･･一寸出来すぎか？。取り付けは18mmx18mmの角穴を開け、2.6mmのナットで固定する。

Oct 25. 2005 D/A動作の確認と現状A

昨日のチェックでまとめた@の現象について波形を示す。目的桁のところが全て同じレベルになりたいのだが、その下隣のデータが約1.6msの幅で顔を出している。
この表示は周波数で9.0KHzを表示している時、1KHz台が目的桁で0.1KHz台が下隣桁でのデマルチプレクスの様子を示している。目的桁は"9"値を示しているが、下隣桁の"0"値が顔を出している。当然だが、この状態から下隣桁の数字を増減させると波形上も連動して変化する。
したがって目的桁と下隣桁が同じ数字になれば波形は横一直線になる。
7Segmentデータは8桁分を時分割多重(マルチプレクス)しているだけなので、その多重タイミングと同じタイミングでゲートして更にラッチすれば夫々の桁データが緩衝しないで取り出せる(デマルチプレクス)筈なんだが･･･。やっぱりデマルチプレクスするラッチタイミングがずれているように思われる。
或いは何処かで前エッジトリガと後エッジトリガが整理されないままでいるのか・・・。 余談だがこういう実験は30年程前に良くやったが、ハードロジックの勉強に非常に役立った。最近は本格的にやる事は殆ど無いが、たまには頭の体操に良い。また時代の流れと共に真空間から半導体とデバイスの変遷があったが、殆ど全てに手を出してきて本当に良かったと今になって感心している。そうでなければこうした楽しみは味わえなかっただろうから。
Oct 24. 2005 D/A動作の確認と現状

D/Aコンバータがどのような動作をしているか確認する。写真は7Segmentデータをデマルチプレクスして桁ごとに分配する前の状態を示している。この場合LEDディスプレイでは12.345689MHzを示している。ダイアルを回して周波数を可変するとこの写真の相当する桁が変化すので見ていて楽しくなる。ちなみに全て同じ数字、例えば22.222222MHzにすれば波形は横一直線になる。また振幅方向の諧調もまずまずと言えるだろう。
ここまで確認できたら次は74C915へのラッチ制御動作を確認する・・・と、ところが良く考えるとこの波形はどの桁でも同じものが出力されていてデマチプレクス動作が可笑しい事に気付いた。慌てて74C915の内部論理回路を見ると、どやららLE(ラッチイネーブル)は不論理の模様。それで急遽手持ちのインバータ4584を各桁のLEラインに追加した(回路図変更済み)。これで桁ごとのDC出力を得ることが出来るようになったが、良く見るとデマルチプレクスした位置がLED表示と不一致。現物を確認しながらLEラインを入れ替えた。結果的にデコーダのLSB(Y0)・MSB(Y7)には合致せず、Y2〜Y6に1KHz〜10MHzが相当する事が分かった。またデータ側とのタイミングが1.6ms程度ずれている模様で、下桁のデータがチョイト顔を出してしまう。
このタイミング合わせはハード的にやると結構難しいのでDDS-VFOのプログラム(PIC)を修正した方が早いかもしれない。しかしそんなサービスはやって貰えないだろうから、軽微な次項として取り敢えず先に進む事にしよう。
それにしても、この作業を見て受信機を作っているなんて誰が想像するだろうか。久し振りのハードウェアロジックいじりも中々楽しいものである。

ここまでの課題
これまでの状況を大雑把にまとめた。
@各桁D/A出力に下隣桁のデータが約1.6ms幅出力される(周期は12.8ms)
A数字の"7"が入力されると出力が0Vに落ちる･･･上記写真で"7"を飛ばしているのはそのため
B無表示入力の場合BCD出力が"1111"となり異常(最大)電圧が出力される
 ・・・@の1.6msはクロック幅と思われるので単純な配線ミスかもしれない。Aも配線ミスの感じもするが現在最重要課題で要調査。BはBCD出力が"1111"の時は出力をOFFにするゲートを設ければ対策できそうだが、これは元々無表示のための74C915の特性。
Oct 23. 2005 オシロスコープでLEDボードとD/A変換ボードを比較

テスタでは波形状況がつかめないのでオシロスコープを持ち出して、製品であるLEDボードとモドキであるD/A変換ボードの波形観測を行う。自作したD/A変換ボードはLEDボードの7SegmentデータとLEDストローブ(イネーブル)回路をそっくり真似たものであるから、途中までの動作が同じであるか確認した。動作は極めて良好で同じ波形が自作側でも取得できた。
またデジタル系の最終出力である74C915のBCD出力においても0V-5Vのスイングが確認できた。ただこの部分については、測定桁以外の桁データを変更してもデータに変化がある。これは恐らく74C915のラッチタイミングの問題と思われる。ストローブは3Bitのバイナリーデータをデコードして行っているが、デコード出力からの取り出しをLSB側からMSB側にシフトしてみたが状況に大きな変化は無かった。小刻みに調整したら良いポイントがあるかも知れない。この後もう少し細かいタイミング調整を試みる事にする。
写真は愛用の475オシロスコープが不調なため、借用してきた2225オシロスコープで、D/A変換ボードの1MHz桁のBCD出力のC端子を当たっている様子。デジタル回路は色々なタイミングのパルスが混在するので、単現象のオシロスコープでは限界があり、少なくとも2現象或いは4現象のものが欲しい。特に何Bitかのコード体形になっている部分を測定する場合、単現象では時間方向の比較が非常に面倒で作業に時間がかかってしまう。
Oct 22. 2005 フロントパネルのレタリングを確認

D/A変換ボードの作業を中断し、気分転換にフロントパネルのレタリングを試してみた。レタリングは過去にも記述しているが半透明のワープロ粘着シートに文字をプリントアウトした物を切り出して張るだけの簡単なものである。
写真はメーター下に開いてしまったスペースに「名盤もどき」シールを貼り、「シーメンスキー」と「Audio出力Jack」や「電源SW」にレタリングしてみた様子。半透明の粘着シートなのでシルバーのパネルとほぼマッチしている。しかし本当はシールを完全に溶け込ませたい･･･。
もう少し格好良くやるには、このメーター全体を1枚のシートに作成してしまう方法がある。この場合は全ての部品を取外し、シートを丁寧に貼りつめ、穴を開ける作業が必要になる。広いシートを空気を残さないで貼りつけるのは結構神経を使う作業であるが、巧く貼れると出来映えが良い。また他のノブ類も同様に処理すると全体が締まってくる。

なお電源SWは角型から丸型に変更に変更した。角型SWは前方への突起がありすぎ、メーターの突起と比べると不吊り合いだったためである。周辺の角も取れているのでスペースに余裕が出来て収まりが改善されている。ちょっとした事だがその効果に驚く。こうした手直しも物づくりをやっていて楽しい部分の一つである。
Oct 18. 2005 74C915届く

待ちに待った74C915(NS製MM74C915N)が無事届いた。あの細長い輸送用のプラスチックケースに収め帯電防止袋に入れたものを小さな段ボール箱に積め、封筒で送られて来た。何があったのか封筒の縁はボロボロで中のダンボール箱が見える程だった。
実は昨日家族の居る名古屋の自宅に届いたのだが、即郵便で転送してもらったモノが今日届いた。10回以上のやり取りをした中国のディーラーにはe-mailで一報しておいた。
国際振込みや輸送手数料を考えると、現地中国での単価が\250でも、最終的には信じられない程の高額になるので決してお勧めは出来ない。
写真は早速取り出して撮影した記念写真。すでに国内では殆ど見つからず、データシートも相当古いモノに発見できるだけで、正直なところ化石に近い。
早速実装してみると、確かに7Segment→BCD変換しているようだが、D/A変換出力は思ったような値で出力しない。現在愛用のオシロスコープ475が不調のため十分な波形観測が出来ないでいる。デジタルテスタじゃ話にならないし、作業がやや遅れ気味である。当たり前の話だが開発要素を持っているので時間が掛かる。これから徐々に合わせの作業を行う。随分と長い回り道になりそうだ。
Oct 16. 2005 A/D変換ボードの調整

A/D変換ボードのDCオフセットの設定を行った。このためにマルツ電波から5KΩのポテンショメータを購入し基板に実装した。写真右手の上下にある青い四角がそれである。両者とも基板を実装しても上からドライバーが突っ込める位置にしてある。
74C915が無いので実際にどのような電圧が出て来るか分からないので、とりあえず10MHz桁のMSBに「Hを与えた時→外した時」で、加算OPアンプ出力で「10V→1V」程度、最終OPアンプ出力でも「1V→10V」の変化が得られるように各OPアンプのバイアスを調整した。
なおこの作業に先立ち、15Vの3端子レギュレータ7815を追加し、加算器と最終OPアンプ電源としている。また各IC毎にパスコン(0.1μF)を取り付け、2Pの出力端子も取り付けた。なお基板への電源供給は、加算器と最終OPアンプのリニアリティを考慮し7815を実装したため18〜24Vを使うことにする。
現状でのバイアス電圧を参考のために回路図に赤字で書き込んだ。DC直結アンプなので最終的なオフセットやドリフトがどの程度になるか心配である。場合によっては最小桁の出力よりドリフトの方が大きいかもしれない･･･何しろ最大桁の1/10000なので。まぁ実験的要素が半分以上あるので、どうなるかそのものも大切なデータであり経験ではあるが・・・。74C915が実装され、さらにDDS-VFO基板が積み重ねられると、いよいよ面白くなりそうだ。
Oct 15. 2005 フロントパネル加工･･･シーメンスキーetc実装

74C915が到着するまで時間があるのでフロントパネルの加工を始めた。
写真は懐かしいシーメンスキーと電源SW及びヘッドフォンジャックを取り付けた様子。シーメンスキーは実家から先日持ち帰ったもので、友人から貰ったサトーパーツ製。メータ下部があるため上下位置はこれより上げられない。これはメーターの切り替えに使う。左がSで中央と右がVUで-20dBm/0dBmを切り替える。何もシーメンスキーを使う必要など無いが、51S-1のメーター切り替えのイメージがこびりついていてこの選択となった。実は他に適当なレバー式SWが無かったのだ。
電源SWは当初ローターリーSWに組み込もうと考えていたが独立SWにした。加工が簡単なように16mmΦの丸穴一つで取り付け出来るOMRON_A16タイプを選んだ。しかし前方への突起が結構あり、取り付けてみてからややバランスが良くないなぁと反省している。せっかくメーターの突起を抑えているのに･･･ひょっとしたら違うタイプに変更するかも知れない。
ヘッドホンジャックはステレオタイプで子羽接点がある物を使う。プラグ挿入時にヘッドフォン用ATTを挿入するためである。またコールド側はシャシから浮かせ、オーディオリターン線がシャシとコモンにならないようにし、極力誘導Humを嫌いたいが、現段階では通常のネジ締めで接地するタイプを使用している。これら作業をフロントパネルイメージに反映した。

シーメンスキーや電源SWを取り付けたら、他のノブの感じも見たくなり更に6個のノブを取り付けてみた。
シャフトの元はVRだったりローターリーSWだったりするが、部品箱から適当な物を探して借り留めしている。したがってシャフトの長さがまちまちで横から見ると写真が締まらないので真正面から撮影している。周辺は関係する部品や工具類が転がっている。
何しろアパート住まいで7畳間のハンドメーカーなので夜は大きな音をたれられず穴開けはハンドドリルが中心となる。
ノブはややクラシカルで周辺に波型の凸凹がある丸型だが、このノブ違いでパネルのイメージが全く違ってくるので面白い。
良く見ると中央と両サイドのノブの感覚がやや広いような気がしている。まぁこの辺はレタリングの妙技でバランスを取る事にしよう。右上のノブはマニュアルプリセレ同調用VRであるが、100目盛り板を共締めしてみた･･･余り意味は無いが、まぁ格好になっている。
これでとりあえず6個のノブに機能を集約しなければいけないので、考えていた機能の幾つかは無効にする必要があるかもしれない。個人的にはR-390Aの如きBFOは大好きなのでX-tal_BFOは止めて、モードはCW/SSBを一つにしてしまう予定。但し周波数の読みが面倒になるが･･･。したがってCW/SSBとAMにAUXを2つ位い追加しようと思う。またAF/RF_GAINは2軸2連VR。

Oct 13. 2005 D/A変換ボードの調整

D/A変換ボードの加算器周りの確認と調整を行う。ラダーD/AのOPアンプ出力が、各桁で同じBCDコードの時に同じDC出力になっていることを確認する。手持ちのデジタルテスターは大した分解能じゃないので、ほぼドンピシャと言える程に合っていた。さすがに1%級の抵抗だけある。これらを各桁毎に混合比を調整した加算回路のOPアンプDC出力も確認する。このOPアンプには程よきBIASを与えオフセット調整を施し、さらに帰還抵抗を調整して利得を持たせBCDの最大振幅がリニアに収まるように調整する。同じBCDコードを全ての桁に同時に加えるのは至難の業なので代表値でやるが、これもH値とL値全てを与えるのが大変なため"1000"ならMSBの1のみVCCにつなぎ後はオープンで様子を見た。随分といい加減なやり方だが下位桁に行くにしたがってDC出力が落ちていくのを確認できる。なお加算器は反転増幅なので、出力は例えば11V→1Vと言った風になる。最終的にはもう一段反転増幅器を通し方向を1V→11Vに変換する。これらの回路はDC電圧の変動を極端に嫌うので3端子Regを挿入している。また加算器と出力段のOPアンプも、DC変動除去とリニアリティを得るために12Vの3端子Regを使用している。なお各ICの電源端子にバイパスコンを取り付けないと、動作が不安定になるので注意する。この状態で74C915が届けばある程度の結果が期待できそうだが、ICにはL時でもオフセットが残り、H時でもVCCまではスイングしないのでその対策が必要になる。受信機を作っている雰囲気に中々ならない。

COFFEE BREAK･･･フラットケーブルとコネクタ処理方法について

当HPの読者の皆さんは、フラットケーブルとそのコネクタ処理はどのようにされているのだろうか？。
オーナーの場合は専用の工具など持ち合わせていないので、写真の様に多少面積(幅)のあるバイスを用い、フラットケーブルの各線とコネクタ金具受け部分を正確に合わせてから徐々に力を入れて締め付けている。
慌ててやるとコネクタ金具受け部分と線材がずれるので確認しながらやると良い。写真は40Pinのコネクタを処理している様子。
これ以外には通常の万力等も同様に使える。慌てて木槌等で叩くとコネクタのモールドが割れるので注意。

製作中の受信機では、フラットケーブルをDDS-VFO〜LEDディスプレイを7セグメントデータの伝送(14Pin)で使用するが、途中にコネクタを噛ませて7セグメントデータをD/A変換ボードに導くためにも使う。
Oct 11. 2005 VFO関係SWボタンにレタリング

先週末帰省した折に、文豪ミニ7RXで関係する文字を写真下の如く粘着シートに打ち出してきた。写真左はVFO関係のSWボタンにレタリングを施した様子。VFO選択は選択SWと内臓のLEDを併用している。他はLEDを実装しているが点灯動作は現在のところしない。部品がついてレタリング作業が始まるといよいよ雰囲気であるが、中身はまだ空っぽに近い。


Oct 10. 2005 D/A変換ボードほぼ完成

昨日のテストでLadder抵抗方式のD/Aも良好である事がわかり、残りの4桁分を組み込んだ。また各桁の加算抵抗も取り付け最終のOPアンプに接続した。BCD入力を同じにして各桁のDC出力が同じである事を確認した。ところが加算器は反転増幅のため、最終的にもう一段反転増幅のためにOPアンプを追加した。しかし加算入力の抵抗比が1MΩ/100Ω=10000倍もあるので、適正な加算が出来るかどうか、大分実験的要素を残しているのは否めない。
写真はほぼ部品が乗ったD/A変換ボード。74C915の到着が待ち遠しい。

74C915を依頼した中国の"Anichip International Ltd"から入金したとの連絡が10月11日ようやく入り一安心。それにしても9月27日に送金して到着が10月11日ですから丁度2週間。中国の銀行は1日〜7日まで一斉に休みらしいと、送金したみずほ銀行に問い合わせ聞いていたが、やはりそのせいだったのか･･･さて後何日で届くだろうか？。心躍らせながら郵便を待つ少年のような気分である。さてこうなると、到着前に課題をクリアしておかなければいけない。
Oct 9. 2005 Ladder型D/A変換の特性をとる

一部の配線を済ませたD/A変換ボードのLadder_D/Aの特性を取ってみた。実はこの部分がしっかりとリニアになっていないと後が大変なので前々から気にしていた。Ladder型のD/Aは実に簡単で、もう30年程前に細工して以来である。その頃は1%級の抵抗など地方では入手など不可能で、せいぜい2.5%級で、しかも何本も集めてその中から揃っている物を選んでやっていた。今は1%級が容易に手に入るので何も考えないで配線した状態でテストした。左図はD/A入力コードに応じたOPアンプ出力の様子である。"0"レベルは接地、"1"レベルはVCC(5.3V)にワニ口で接続した。数字だけでは直線性が見難いので、右図の如くグラフにプロットし直した。正直なところGOOD!である。但しこれはICからのBCDドライブではない理想条件なので、果たして最終的にどうなるか楽しみである。
各桁は同じレベルでD/Aされ、最終的に加算器で加算比を桁毎に合わせて全体の諧調を調整する。気の長い話だが変換先はDCなので随分と気が楽である。今の状態でも出力をOPアンプで増幅しPWMアンプに送ればRCサーボを回すことが出来る。ちなみに、この桁が10MHz台だとすると30MHzの時は0.66V、5MHzの時は0.1Vとなる。こうした電圧を先ずバンドごとに区分けした"バンドΔ電圧"、更にバンド内でVCを回す範囲を"バンドΔVC電圧"として指定する。考えていると頭の中がゴチャゴチャになって来るが、全体が一次関数で動く予定なので楽観視している。ただバンドの切り替え時前後の扱いをどうするか･･･ヒステリスを持たせないとうるさくてしょうがない事になる。写真はワニ口クリップを持ち出してBCDデータをD/Aに与えて測定している様子。こういう作業をしていると学生時代に･･･って事はない、その頃はアナログだった。勤めだした頃に色々と学んだ事が思い出され面白くなる。今なら1チップで良質なD/Aがゴロゴロしているのに、わざわざ抵抗を並べるなんて･･･笑われそうだ。
Oct 7. 2005 Ladder抵抗を取り付ける

D/A変換ボードにLadder抵抗を取り付ける。抵抗比1:2の組み合わせの値を、回路図の如く配線する。ホット側(MSB)もコールド側(LSB)もシンメトリックなので作業は極めて簡単だ。ただ1桁あたり9本の抵抗を使うので、5桁分になると45本にもなるので結構な作業量になる。とりあえず抵抗値は、ドライブ回路の内部抵抗を無視できる位に高い10KΩと20KΩの組み合わせとし、誤差は1%級とした。また実験なので取り敢えず2桁分を作業した。
Oct 4. 2005 D/A変換ボードの配線開始

D/A変換ボードの配線を開始した。何を間違ったか、購入してきたKQE電線が0.5mmでやや太目のため作業し辛かったが、まぁ機構的には丈夫だし導電性も良いだろうと変に納得することにした。7Segmentデータ入力からBCD変換まで配線を済ませた。写真右で中央を左右で帯状につないでいる配線が74C915の7Segmentライン。線材が細ければ全てを裏面上で配線できそうだが、太いため一部の配線は写真左の様に基板表面で行われている。
こうした作業を行うのは久し振りで、Kit以外ではSCSIカードを作って以来だろうか･･･。TTLが広まった1970年台は皆こうした作業で基板を作っていたのを思い出す。基板上に白いスペーサーが乗っているが、これは裏面が電源ラインになるための絶縁対策である。今ならこの様な作業はプログラムで出来てしまうのだろうが、ハードロジックICを取り扱うのも頭の体操に良い。ICの方向を勘違いしてPin番号を間違えたり、それを大分作業が進んでから発見したりと･･･。
Oct 3. 2005 D/A変換ボード上のレイアウト

D/A変換ボード上にICコネクタを取り付けた。とりあえずデジタルIC分でアナログOPアンプ用は未だ乗せてない。
写真の右下にある14PinコネクタがDDS-VFO基板とLEDディスプレイをつなぐフラットケーブルから横取りした信号が入力される 部分。それを取り囲む1番ソケットはストローブ変換の74HC238、2〜3番は7Segmentデータラッチの74HC175。更に4〜8番が話題の7Segment→BCD変換の74C915。開きスペースにはOPアンプ類が並ぶ予定。上部に転がっているのは導電性スポンジに差し込まれ、実装されるのを待つC-MOS群。
ちなみに、実は74C915購入の為に国際銀行振り込みを行ったが未だ入金していない旨の返事が先方からあった。実に待ち遠しい。 このボードの上にあるスペーサーにDDS-VFO基板が組み込まれビス止めされる。VFO出力･電源入力･RIT制御はシールド箱にコネクタを取り付けて外部に引き出す。
D/A変換ボードは外部に設置しても良いが、配線ルート(データの横取り)を考えるとDDS-VFO基板と重ねるのがベストであろう。またデジタルクロックによる不要輻射等の影響についても同様である。

Oct 2. 2005 DDS-VFOからのデータレベル確認と取り出し

DDS-VFOのLEDディスプレイユニットからどの程度の信号レベルが取り出せるかを確認した。するとTKTROのオシロ475の調子が悪く、この修理から始まってしまった。波形はともかく振幅が分かれば良しとして測定するとLEDドライブで2.6V程度しかない。LEDストローブはもう少しまともで3.6V程度あったがそれにしても、LEDと併せていきなり5個の74C915を駆動するには気が引けた。そこで、思い切ってLEDディスプレイと同等のドライブ回路を変換ボードに乗せる事にした。
いずれにしてもダイナミックドライブデータしか入ってこないので、このドライブ回路は必要であったHi。これに併せて変換ボードの回路を追加変更した。写真をクリックすると回路図が見える。なお今までの回路図も同じファイルなので同様に変更されている。
写真は変換ボードの上にDDS-VFO基板を乗せる形に変更した様子。変換ボードへの接続はLEDドライブ用のフラットケーブルにフラットコネクタをカシメる。製造メーカーのウェーブ電子さんには悪いが、7Segmentデータをフラットケーブルから横取りする事にした。当初はLED基板に半田付けして取り出そうと考えていたが、こうすれば基板のオリジナリティは確保できる。
しかし、こんな苦労しなくてもマニュアルのプリセチューンにすれば簡単にラジオは出来るのであるが、やはりこれは拘りと言うか夢である。

朝作業をしようとTEKTROの475に灯を入れたら何と表示が可笑しい。夏場に熱で高圧が落ちる現象があったので、カバーを外し高圧関係部品に付着したカーボン等の汚れを落とした。
これで長時間通電しても高圧はOKになったが、今度は写真の如く入力信号に関係の無い怪しい波形が重畳されてしまう。スキャン位置も中央上部から始まっており可笑しい。TRIGタイミングを調整すると何とか目的信号を見えるようになるが使い辛い事このうえない。

中を覗いて感ずることは、1971年製造で既に34年を経過しているが最高の部品で非常に丁寧に作られている。正直なところ見事である。またその作りは、電気的にも機械的にも大変勉強になる。ガラスエポキシ棒でケース奥のVRをフレキシブルジョイント経由で回したり、基板上の大型スライドSWをクランクロッドで巧みに方向変換して回したり･･･電気屋だけではとても出来ない仕掛けがあちこちで楽しめる。
最近のTEKTRO社をはじめとする測定器群はは確かに高性能になっているが、カバーを外してから目を楽しませてくれる製品は殆ど無くなってしまった。
Sep 30 2005 部品の購入

地方に住んでいて一番の難関は部品の購入だろう。東京や秋葉原近傍にお住まいのOM諸氏が大変羨ましい。しかし最近は殆どのパーツ店がネット販売に力を入れているので、地方で入手できない部品はこれに依存することになる。在庫があれば、夕方5時までにオンラインで申し込めば翌日に届く。ただ送料があるので、コストを意識するとまとめ買いやグループ購入などが必要になる。静岡市でもTTLやC-MOSの定番のロジックICですら揃わない現実があり、アマチュアハンドメーカーとして製作意欲を削がれるケースがままある。
写真はマルツ電波静岡店から購入してきた部品。当面「7Segment-BCD-D/A変換ボード」製作が中心となる。右手にあるやや大きめのガラエポ汎用基板に作り込む。右下のフラットケーブルは40芯で、中央のフラットコネクタを併せて7SegmentデータをLEDディスプレイから導く。左手にはICソケットやロジックIC、それに配線材料が見える。右手でトグロを巻いている黒ケーブルは1.5C-QEVでVFO出力の取り出しや分配に使う。本当は1.5Dが欲しかったが、残念ながら静岡店には置いてなかった。またフラットケーブルコネクタもこのレバー付きの大掛かりの物しかなかった。もう少し単純なので良いのだが･･･。マルツさんの奮起を期待したい。
これらにより、74C9155が届く前にボードを完成させておきたい。到着前は4BitのサムホイルSW等でデータを放り込み、生成されるDCを確認する。

Sep 29. 2005 フロントパネルイメージを修正する

作業が進んでくるとフロントパネルのイメージがどんどん変わってくるので、現在のイメージを書き出してみた。既にフロントパネルスピーカーは却下され、の部類も使途の決定に合わせ落ちていく可能性がある。こうした過程や経過も記録しておくと、気持ちや考え方の変化が後で確認できて面白いと思う。
Sep 28. 2005 7Segment/BCD→D/A回路を考察する

74C915の到着に併せて7Segment-BCD変換後の回路、すなわちA/D及び各桁の加算回路を書き出してみた。図をクリックすると拡大図になる。未だ基本的な部分しか書き込んでいないのであくまで暫定(TANTATIVE)である。
こうして回路図を描いていると自分のやろうとしている事がようやく具現化するような気がしてくる。LEDディスプレイボードからは40Pのフラットケーブルで7Segmentデータを直接取り出し、変換基板側はコネクタで受ける予定。またBCDの5桁分をバイナリに変換するのは大変なので各桁毎にD/A変換を行い、最終的にアナログ加算器で合成する事にする。D/Aもラダー型で、全体に極めて原始的で簡単な回路で構成する予定である。

昔のラジオ作りのパターンから見ると、一体何をやっているのかと尻を叩かれそうであるが、ラジオ受信機に対する考え方が変わったと言うことだろう。パネルデザインと高周波部品のレイアウト合戦があったものだが、ここではまるっきり無い。高周波はシャシの奥に仕舞い込み、機械制御はサーボで電子制御はデジタルで行う･･･と言い切りたいところだが、後者については回路やデバイスが未だ決まっていないので何とも言えない。でも四半世紀前のラジオとは全く違うものが出来そうだ。
Sep 27 2005 MM74C915のデータ入手

世界中のWeb-siteを探し回っていたが、この7Segment→BCD変換ICのデータが分からず苦慮していた。友人のJA2XCR/丸尾氏から今朝吉報が届いた。どうやら職場の古いNationalSemiconductor社のマニュアルで発見したようで、PDFファイルにして届けてくれた。図は早速切り出してGIFファイルにしたものである。
せっかくBCDから7Segmentに変換したデータを元に戻すなんてナンセンスのように見えるが、基板から離れたディスプレイ回路からBCDを得ようとする場合に有効だと思うのだが･･･。しかし後にも先にも世の中にはこの74C915シリーズしか出回らなかったようだ。今となっては74Cシリーズすら知らない人も多いだろう。内部を覗くと、入力は正論理で排他的論理和(EX-OR)ゲートを使い回路構成を簡単にしている。オーナーは単純なので、もし入手出来ない場合は全てDiodeMTXで作れば良いと考えていたが、こうすればダイオード数も激減出来そうだ。また出力はD-FFでLatchされているので使い易い。
とにかく丸尾氏に感謝である。Pin番号が分かったので、これで「7Segment→BCD→D/A→加算→DC出力」変換基板の工作に入る事が出来る。
それで肝心な74C915だが、CHINA_Shenzhenの"Anichip International Ltd"と言うディーラーと話がつき、本日国際振込み(送金)した。単価はUS$2.5で10個分と先方の手数料と送料含め\5Kだが、国際振込みなので破格なので紹介は控える。何しろクレジットカードはダメらしくて、メールによるやり取りを5回程やった。
Sep 25. 2005 DDS-VFO部のシールド

DDS-VFO部のシールドについては以前から気にしていたが、市販のアルミボックスを購入しその対策を試みた。DDS-VFOのRF出力レベルはそのままでも110Ωに1Vも供給できるので、大雑把にみて10mW(10dBm)ものレベルが2系統ある。またロータリーエンコーダやLEDドライブ等の配線も剥き出しになっている。このままだとかなりの不要輻射が発生するので、ある程度のシールドを施す必要がある。写真はLEADのアルミボックスPL-2(110mmx65mmx160mm)を使ってDDS-VFO全体を覆った様子だが、大雑把な採寸で買って来たにも関わらずベストサイズであった。ローターリーエンコーダやLEDとSW群を含めほぼ完全にボックスに収めるが、全面パネルのLED部やSW部からの輻射は「ゴメンナサイ！」とする。
それでシールドボックスには、VFO出力1及び2・周波数DC出力・電源が接続される。また周波数データをDC変換する基板もボックス内に実装する。なおボックスとDDS-VFO基板は未だ仮り置きで、ビス等による取り付けは行っていない。
Sep 24. 2005 S/VUメーターとフロントパネルのイメージ

17日に名古屋に戻った折に大須アメ横に立ち寄りメーターを探した。イメージに合うものが全く無く止む無く、結局中第一アメ横ビル1Fの国電子部品専門店で写真のメーター(DC1mA/JINGHUA社85C17型/\840)を買ってきた。
このメーターに決定した用件は･･･照明が可能、パネル面の出っ張りが少ない(Yamakiやシーメンス風で大好き)、固定が容易、四角穴のみで良い、価格･･･等である。ただ相変わらずの中国製でバリは微妙な寸法ずれがあるので慌てないようにする。またメーター目盛り版はスキャナーで取り込みSとVUを書き込んでオリジナル目盛版を製作する予定。照明は上部にLEDを取り付ける。S/VUの目盛は最終的に構成した値を書き込む。Sは相対値でVUはライン出力の絶対値にする予定。希望的にはもっと薄い形を探していたが、個人で細工するにはこれ位がちょうど良いのかもしれないと自分を納得させている。
まだ穴開けの済んでいないパネルに、メーターに見立てたボール紙やその他ノブとSW類を仮に乗せて見た。もうこの時点でフロントパネルスピーカーは外されている。メーターがちょっと大きいかと思っていたが、この配置だと意外とまともに見える。ノブやSW類も余り多くはしたくないので、とりあえずこれ位用意しておけば何とかなるか･･･なんて楽観的である。大分雰囲気が出てきたが、まだRF/IF/DET/AF/PSの回路など全く決まっていないので今後その都度変更があるだろう。
なおノブは、昨年第一アメ横ビル2Fのボントンで20個買い占めたモノだが、周辺にかかりがあって小さいが回し易い。ただこの辺りはレタリングも含めて全体の印象に大きく影響するので気分で変わって行くかも知れない。

位置が決まると作業は早い、早速メーターの角穴38mmx68mmを開けメーターを実装してみた。出っ張っているのも時として良いが、私はこのような埋め込み型が好きだ。固定にはナット等不要で樹脂製のロックを起こして行う。内側にLEDや豆電球を灯せばパイロットランプと兼用でメーターの照明になる。メーターの背面には「1級」と読み取れるシールが張ってあるが本当だろうか。実はこのメーターの位置は実に悩ましい。フロントパネル左右の再端部品からのクリアランスから言うと、右側に準じて15mm程度開けたいところであるが、埋め込み型でパネル上の重みを余り感じないため11mmとして左に寄せてみた。この辺は全く趣味の世界である。S/VUの切り替えは当初ローターリーSWを考えていたが、小型のシーメンスキーを使うかもしれない･･･メーターの内側への出っ張りが60mm程度あるからである。
Sep 18. 2005 LEDディスプレイから周波数データをBCDで取得する考察…その2

7Sgment→BCD変換ICの74C915をワールドワイドに捜し求めるがいっこうに進展しない姿をみて、丸尾氏(JA2XCR)がPLDの活用を勧めるメールを送って来られた。
私はICが入手できない場合は簡単にDiodeマトリクスでも組んで変換してやろうかと考えていた。しかし最近の技術者はそんな面倒な事はせず、ProgramableLogicDeviceを使いソフト 開発により目的を果たしている。趣味の世界だから手法は問題ではないと言っても、これは見過ごす訳には行かないと、丸尾氏からのメールや資料で強く感じる次第である。
今まではメーカーさんや特殊な人たちの隠し芸風に捕らえていたが、ロジックICが入手できずPLDに置き換えられてしまうと、自称アマチュアHandMakerも黙って見ている訳には行かなくなってしまったのだ。
図は丸尾氏設計によるCPLDによる7Segment→BCD変換回路でクリックすると拡大する。また同じく流し込まれるソフトウェアであるテキストコードとシミュレーション結果をPDFファイルでご覧いただける。
なお世界的にPLDを供給しているALTERA社サイトには関係する情報や各種ツールが無料で用意されている。
回り道のようではあるが、殆どの機械がコンピュータ化しプログラムで動く時代に対抗するためには、かつてのラジオ少年達もこうした技術を身につけたいところである。丸尾氏に感謝！である。

Sep 12. 2005 LEDディスプレイから周波数データをBCDで取得する考察

ウェーブ電子のDDS基板からは、周波数データが出力されていない。代表のT氏にお尋ねしたことがあるがそこまでは考慮していない模様だ。それではと言うことで回路図を検討してみた。
本体DDS基板からLED基板へはバイナリーコードと思われるD0〜D3の4Bitのデータ線と分配用(デマルチプレクス)と思われるA〜Cの3Bitのデータ線が渡っている。当然だが、7セグLED8桁分の表示を全てパラレルデータ伝送でやったら線数が増加してしまい大変な仕掛けになってしまう。そこで一般にはダイナミックドライブと称して、同じデータバスに各桁のデータを時分割多重し、受け側で順番に取り出す事で元データを再現している。
と言うことで4Bitの「数字データ」を3Bitの「桁データ」でデマルチプレクス＆ラッチすれば、元の数字データがバイナリーで取り出す事が出来そうな気がする。但しドットデータがどうなるか･･･ICや7セグLEDの規格を調べれば分かりそうだが･･･何方かご存知の方いらっしゃいませんか？。
周波数データがバイナリー(BCD)で取得できれば、D/AコンバータとOPアンプにてサーボ制御電圧を生成する事が出来る。しかし前述T氏のその後のメールでは、データはLEDコードなのでかなり難しいと追伸して来られた。
その後(Sep13)、74C915Nが7セグ→BCD変換ICである情報を山形のY氏から頂戴し、原始的にLEDから取り出し変換する方法に興味が移っている。

Sep 11. 2005 LEDディスプレイ表示とエンコーダテスト

DDS-VFO基板に通電しスモークドアクリル板の奥で光るLEDの状態を確認した。またフラットケーブルを製作し光ロータリーエンコーダによる周波数可変も確認した。写真はその模様であるが、まずまずの動作を示していると言える。なお基板についてはむき出しは好ましくないので金属ケースに収め、フロントパネル背面にLED基板やロータリーエンコーダ、それにSW群のシールドも兼ねて取り付ける予定。
表示されている周波数が出力されているが、シャックのIC-756でクリアなシングルトーンを確認することが出来る。
Sep 10. 2005 フロントパネルにVFO関係部品を取り付ける

久々の休日、意を決してVFOのノブやSW、それにディスプレイをパネルに取り付けた。まず今までのイメージを固め、平面のレイアウトを確認するために型紙を作る。それをパネル上に並べ全体のバランスを考慮しながら位置調整を行う。位置が決定したら、罫書き作業に入る。このケースのパネルにはビニールシートが掛けられているので、剥がさずボールペンで書き込んでいく。罫書きの精度で美しさが決まってしまうので慎重に行う。写真はその様子。部品のサイズ等、間違いが生じないように現物を確認しながら行うと良い。

罫書きが終了したら、要所にポンチを入れる。このポンチ打ちで基本的な精度が決まってしまう。今回のSWはMIYAMAN製DS802PS/14mmx14mm(内径12mmx12mm)なので、中央に丸穴を開け、ヤスリで目的サイズまで開いていく手法をとった。丸穴は10mmが適当であるが手持ちのドリルは直近で8mmのため、ヤスリがけは良い運動になった。なおこのスイッチには12V豆電球がプラグインされているが、回路の関係で駆動が難しいので小型のLEDに交換する。
LEDディスプレイウインドウは小穴を開け金ノコを差込み切り出す。写真右は園様子だが、はやる気持ちを抑えきれず、手前にはもうSWがハメ込まれている。削りだされた金属粉には十分注意する。右下は光ローターリーエンコーダのシャフト。

左は開けたウインドウに裏側からLEDパネル(基板)を取り付けてみた。LEDパネルに開いている3mm穴を利用し、そこに10mmの金属スペーサーを取り付けパネル背面に合わせると、LED面がパネル面より1mm程度沈む。同じ面ににしたいのならスペーサーの高さを調整すればよいが、後述するアクリル板の効果でそのメリットは余り無い。左右に隙間が有るが･･･これは特に意味はない。右は最終的にアクリル板(三菱アクリルライト・スモーク透明)33mmx138mmx3mmをLEDウインドウに取り付けた様子。
メインダイアルに指を掛けると良い感じで回転する。未だ罫書き線が残り工作の跡が生々しいが、中々決まっている･･･と自己満足！。
Sep 4. 2005 再びフロントパネルイメージをデザインする

使用予定のケースには、パネルの周辺に黒のトリムがあるのでこれも書き込んでみた。大分雰囲気が変わってくる。メインダイアルの位置は中央も良いが、個人的には右端が気に入っている。
下側の図はVFOコントロール釦を縦2列にしてみた。LEDディスプレイ幅とパネル高さの比率から見て、この方式が一番収まり画良い気がする。未だイメージだけの話だが、書いていて楽しくなる。これもRCサーボにより、VC等のシャフト位置を気にしないでデザインできるメリットであろう。昔は考えられなかった。何しろRF的なVCの位置とパネルデザインは、いつも闘っていたような気がする。