20240425

現用Rx,Txの様子

JA1VCW

友人から“お前どんな機械使ってるの”と聞かれたので、現用のRx,Txの様子をまとめました。
まだいろいろと不備があります。 途中の状態です。（ひょっとしたら永遠に途中で、最終は無いかも）。
送受信は一応できますが、追加したい機能もあります。 そういう中でのリポートです。
同じような機械を作る方もおられないでしょうし、回路も一般的なものばかりなのでブロック図のみです。
１． Rxについて
collinsのMFをあるOMから頂いたので、どうしても使いたくなり、2014年頃から作り始めました。
データ取ったり設計変更があったりで一応動いたのは2017年頃でした。 まあ昔の設計です。
１）1stIF：45MHz、 2ndIF：455kHz のダブルスーパー。 いわゆるup-convertion。
２）RF Ampなし。 Mix1は2SK125 クワッドミクサ。 Mix2，SB／CW-detはダイオードのDBM。
３）フィルタはcollins メカニカルフィルタ。 SSB，CW，AM切り替え。 455kHzIFはAD603の3段。
４）SSB，CWの検波はダイオードDBM。 AM検波はTr による無限インピーダンス検波。
５）DDSは3個使用。 1stOSC、2ndOSC、BFO
６）ハムバンドSWはありますが、そこからどこの周波数にもダイアルで移動できます。 疑似ジェネカバ。
７）DDSは480MHz_clockを使用。 480MHz_clockは、 GPSにロックした外部レファレンスに同期。
８）全体のコントロールはアトメルATmega64。 プログラムはBASICコンパイラ使用。
１．１ Rx ブロック図A

B

C

Noiseless FB Amp

Ant Input
Input Filter

Mix1
K125*41

1st OSC
DDS1

45MHz center

Post Amp
C1426

45M-95MHz

DXF
BW 20kHzE

Noiseless FB Amp
Post Amp
C1426

Mix2
DBM

Diplexer
4.47MHz

Buf Amp
ERA-50SM

BPF
45MHz

Post Amp
K125*2144.545Mhz±⊿
Buf AmpC1426

LPF
40M-95MHz

2nd OSC
DDS2

DDS clock
480MHzDDS clock
480MHz455kHz center
2IF AmpAD603*3

Mec Filter

AM DetC1815

AF Filt
4kHz LPF

SB/CW Det
DBM

AF Filt
700Hz LPF

2AF AmpTA7252
SPSSB
CW
AM

切替

AGC
Det, Amp

DDS clock
480MHz80MHz

GPS locked 10MHz

BFO
DDS3

3Cerm Filter
455kHz

LSB： 453.5kHz
USB： 456.5kHz
CW： 455.6kHz
AM： 455.0kHz

12MHz

Prescaler
MC12080

PLL

Buf AmpC1815

480MHz*680MHz

Control

3Freq. Disp
6 digitATmega64

DDS clock
480MHzInterfaceSW, etc

DDS1： AD9954
DDS2： AD9954
DDS3： AD9833
RX4DBMABC

1は Quad Diode タイプ
DJA1VCW

Blockl_Diagram

41/1
E１．２ 写真
パネル

約30cm
奥行き予備SW
F.res
AF_gain
Band SW AGC AF
RF_gain
Mode

Fil. sel

約25cm
シャーシ上面
480MHz_clk

CPU

OCXO

Display

AF Amp

Det,DDS3(In the box)

2

約15cm

シャーシ下面

追加の少しの回路およびアクセサリの予備スペース
455IF
AGC，

MF

群（DDS1）

LocalOSC_Amp

DDS2
Mix1

Mix2
45MHz XF

側面

80MHz_PLL

DDS1
480MHz_clk
80MHz*63

１．３ その他
１）受信機の性能は定量的には測定していません。 一応 NRD-353 と28MHzにおいて、比較してみました。 厳密ではありません。 入力信号を2分割ハイブリッドで2台の受信機に接続しました。
キャリアをSGから入力し、それが聞こえなくなるまで信号を絞ってみると、ほぼ同じ程度のアッテネータのレベルになりました。 また、弱いSSB信号を聞いてみると、音作り、ノイズの特性、フィルタの特性など他にもいろいろな性能が違いますので、全く同じ感じではないのですが、一応聞こえました。 特に高性能ではなさそうですが、そこそこでしょうか。（客観性がありませんね）
２）１）の様なこともありますが、50MHzははっきり感度不足。 やはり何らかのRFampが必要です。
高い周波数は3.5、7MHzと違ってIMDがどうのとは言わないので、ゲインのあるアンプが欲しい。
HFを少し考慮して、NFアンプ、K125ppあたりを考えますが50MHzだとまだ少しゲイン不足かななどと検討中です。 また、Mix1とそのpostAmpの位置が逆かとも考えますが、まあ、今そこそこ聞こえるので、そのうち・・・
３）この受信機はDDSをそのまま局発に使用しているのでスプリアスが多いと感じます。
アンテナ端子にダミーを接続しSSBモードにして、メインダイアルを回すとビートがいくつも聞こえます。 ほぼ最大感度になるので、かなり小さいスプリアスも聞こえていると考えます。
アンテナをつなぐと外部ノイズでほとんどビートは聞こえなくなります。（たまに強いスプリアスが有ると これは聞こえてしまう） メーカーのTrcvr等でDDSを直接使用していると思えるものがありますがどう処理をしているのでしょう。 DDSのスプリアスがそんなに少ないとは思えません。
DDS1,2のクロックの規格は400MHz maxですが、OMの実験で480MHzでもちゃんと働くという事で480MHzを使用しています。 オーバースペックです。 でも問題なく働いています。
４）パネル面は機能最小。 最近の機械は基本性能の他にいろいろなアクセサり（ノッチ、PBT、ノイズリダクション機能etc）が付いていますので、総合的にこのようなシンプルな機械は太刀打ちできません。
実際の受信で最近の受信機では了解できて、この機械では分からないという事はあるでしょう。
５）CPUとパネルSWなどのインターフェイスがパラレルで行っているので、接続線の本数が多くなって内部の配線が多くかつ混雑しています。 特にCPU周りはひどい。 昔の設計でレベルも低かったので（今もそうですが）こうなってしまいました。 再設計するとなればシリアルI/Fを使ってもうちょっとマシになると思います。 （でも、もうこの手の機械は作らないと思います。 時代はデジタルです）。
６）GPSにロックしたレファレンス（10MHz、精度10-9乗位）にロックをかけていますが、送信周波数（=受信周波数表示値）を同レファレンスのカウンタで測定して誤差0.1Hz以内に収まっています。
７）高IPを望む場合は、H-modeミクサ、SD5400、Si8901 等の改善方法、改善スペースもありますが、差し当たって不便は感じていないので現状維持です（進歩が無い？）。
８）最近の機械はバンドスコープが付いています。 SDRラジオで経験しましたがとても便利。
しかし自作で実現するのは私では無理。 やはりメーカー製は良くできています。

９）60年前は高1中2あたりがメーカー製の普及機で、それを目指し懸命に自作しました。
20～30前は高IPとかで、2SK125*4、up-conversion などが普及～高級機でした。
それで今回はやっとそのレベルの機械が（不十分ですが）自作できたというだけのお話しです。
4

２． TxアダプタについてアナログVFOの自作機を使用していましたが、その安定度の悪さに閉口しておりました。 また、トランシーバの便利さは分かっていますので、4年位前からRxに寄生するアダプタを片手間に作り始めて、ようやく電波が出るようになりました。（2023.06頃） 内容は以下の様です。
１）Rxの局発をもらってRxと逆の信号経路にした、Txアダプタ。 ケースは別ですが機能はRxに寄生。
２）従って、455kHz→45MHz → ハムバンド のダブルコンバージョン。 Rxと逆方向の周波数構成。
３）Mix1，2ともにダイオードのDBM。
４）AMも送信可能にしたため、45MHzのIFの所でAM変調をかける。 ダイオードDBMの変調器です。
５）CWも同様の部分でキャリアを断続。 なんで此処で行うかという事の理由はありますが省略します。
６）ハムバンドのフィルタは9Band分(1.8MHz～50MHz）用意。 ただ、50MHzのみは現在未実装。
２．１ Txアダプタ ブロック図
ABMic_in455kHz DSB Amp

B.M.
TC4066

AF Amp

1C3IF Amp
3244.540MHzInt ALC
1ATT
3Ext ALC

21IF gain

ALC

AM mod Amp

44.9935MHz

Mix1DBM

基準 ALC_Level

from Rx

E455k to 45M

1AD603

AFGainAF gain

455kHz center
Mec Filter
2.6kHz12D-3dB

AM Mod-5dB

12ALC Amp

Logic

LSB： 453.5kHz
USB： 456.5kHz
CW： 455.6kHz
AM： 455.0kHz

2-10dB

3Ext.
ATT

123BPF44.540kHz

from Rx

45MHz center
XF
BW 20kHz44.9935kHz

45M to Multi_Band
45MHz IF Amp
31232MHz/LPF 50MHz/HPF-6dB3Mix2DBM

ATTPre Filter

C2408

3Key

AM mod Amp

ERA-50SM+44.540kHz

2122Pre Amp

CW key7100kHz LSB mode
7Mhz BPF-3.4dB

1

MMG3HNT1

352.0935MHz 12dBm (1.7Vpp）-6dB
from RxExt.
ATT

7MHz ： -8.8dBm

Power Amp chain-15dBm
312

MMG3HNT1

3LPF/HPF

3122Sig out 7MHz
1

MMG3HNT112dBm／tone

1.9MHz： -9.3dBm
29MHz： -8.8dBm
50MHz： -10dBm

周波数は 7.1MHz 時
DBMは Quad Diode タイプ

4A

B

C

DTX

JA1VCW

Blockl_Diagram
E

真空管リニア部
Txアダプタより6CL66146*2

5ANT
Output power

41/1

Approx. 70Wpep

２．２ 写真
シャーシ上面 （正面パネル外してある。 電源は外付け）
AM mod.
Gene1
Gene2

Cont.1

PowerAmp2

Cont.2

PowerAmp3

（裏側）

Power
Amp1

シールドケース内部

Mix1
Local_Amp
Mix2
MF
45M_XF
AF,BM－BM－MF－45MHz
Gene2
45MHz－XF－Mix2－HamBand
シールドケースはオークションに出ていた、アルミダイキャスト製のものを購入。

Gene1

AF

6シャーシ下面
Rear PanelBPF cont.
TxBPF
21MHz30MHz

TxBPF
1.8MHz18MHz

AM

変調回路.+予備

棚入り

マイクアンプリニアアンプ
6146*2

旧Tx

NRD-535

Peak Hold Powermeter Ant

Rx

アダプタ

Tx

7切り替え２．３ その他
１）文字の色がキイロ、ピンクがありますが、見やすいようにしただけです。 それ以外意味はありません。
２）Rxは今は無き鈴蘭堂のTX-5型。 およそ25*15*30（W*H*D)でぎゅうぎゅう。 Txは同じにしたかったが無いので、オークションで似たような大きさのヒースキットのモニタ（SB-610）のシャーシとケースを購入して組み込み。 しかしRxと並べてみるとマヌケな感じ。 無茶苦茶ダサい。
絶対同じTX-5を何とか探して組上げる、或いはケースも作るとかすべきでした。 とても後悔です・・・。
３）Txの3次歪はチャンピオンデータ@7MHzで < -60dBc@12dBm／tone程度です。 まあ、3次歪などはレベルを下げるとどんどん小さくなります。 しかし真空管のアンプを付けたとたんに－30dBc@70W
output になります。 このエキサイタ単体ではそこそこですけど・・・
４）このTxの歪はほとんどミクサ後のアンプチェーンの部分で発生しています。 歪を低くを保つためにはALCをしっかりかけないといけませんが、その部分がまだ十分ではありません。 もうちょっと余裕のあるAmpを使いたい。 同じ歪であと6dB程度でも大きい出力が得られるといろいろ楽になるが、なかなか難しいです。 他の回路、デバイスでテスト中です。
５）信号経路は一応プリント板を作りました。 一見ではきれいに見えますが、いろいろとジャンパや修正があります。 コントロール系は頭が回ってないので回路変更が頻出すると考え、初めから実配にしました。 そしていっぱい変更が出ました。
６）Txの後ろの 6CL6－6146*2 のアンプです。
昔の東芝のTVのトランスを使っています。
ちょっと容量不足です。
作ってから20年以上経ちますので、いちど再調整しないといけません。
昔はもう少しIMDが良かった記憶があります。
8dB位のNFBはかけてありますが・・・・・
７）エキサイタはall_Bandに対応しましたが、リニアが未だ十分ではありません（ワークバンドは未対応、且つ高いバンドは未調整）。
ここは真空管で行きたいのですが、FETを使用して100W程度の物を別に作るか悩みます。

6146

6CL6

８）前頁下は棚に入れた写真です。 Txアダプタがダサくて返すがえすも残念。 交信はできますが、すべてが目算通りというわけにはなっていません。 少しづつ改善したりで、完成などという事はないのではないか・・・

8

付 参考データ
以前取ったRxのデータの一部（ Txのデータは最近）を参考のために掲載します。
本人は懸命になって取りましたが、間違い勘違い等があったらご勘弁ください。
付１． 受信機の1stMix
1stMix用DBMの性能を調べてみました。 2SK125*4とBUSswの2つの方式です。
BUSswのデータは省略。
付１． １ 2SK125*4のDBMの性能
１） DBMの IIP3、ゲイン、Loリーク、sigリーク を調べます。
２） 2tone入力を-13dBm/tone 20kHz separation とします。
３） ここではMixer自体でゲインを取る動作です。 単にSWで使う動作の場合は別の特性になります。
４） データの表示は小数点以下2桁がありますが現実的ではありません。 測定器の表示値です。
実際には±1dB程度の誤差は発生している可能性はあります。 測定器も未校正ですし。
2tone
OSC
-13dBm/tone

FB-801-43
Trifiler 5T

Mixer

SPA
In/50

Lo level HP4396A

ΩOut/50

Ω

ドレイン 6T*2
リンク 3T
10pトリマ並列にC
IF周波数に同調
T50-10Lo level

SGSGout

Lo レベルとIMDの関係
IP計算

SG-6dBm

3dBATT+12V

Ω（実測値）

値

DBMの入力レベル@50

SG設定

input
-13 dBm/tone
Lo:13～14dBm
OSC: 45MHz～75MHz
IF: 45MHz

受信周波数 信号SG Out/tone 3rd dist. IIP
2-tone（MHz） dBm dBm dBm dBm
-7.26
-7.42
-7.54
-7.51
-7.27
-7.14-7.07
-7.09
-7.48

-65.67-67.80-68.90-69.40-69.24-68.29-67.64-67.21-67.55

16.23
16.81
17.02
17.51
17.71
17.60
17.53
17.60
18.12

Gain 局発 Level Lo Level Osc leak sig leak LodBdBm dBm dBm dBm MHz

1.900-1.920
3.500-3.520
7.100-7.120
10.000-10.020
14.000-14.020
18.000-18.020
21.000-21.020
24.000-24.020
29.00-29.02-12.98-13.38-13.66-13.44-13.28-12.98-12.76-12.46-11.92

5.72
5.96
6.12
5.93
6.01
5.84
5.69
5.37
4.45

IP3の式

OIP3 = Out/tone + (Out/tone - 3rd dist.)/2
IIP3 = 信号SG + （Out/tone - 3rd dist.）/2-6-6-6-6-6-6-6-6-6

14.37
14.27
14.10
13.93
13.78
13.67
13.62
13.58
12.97

-20.89-26.10-30.14-30.00-29.00-27.90-26.97-24.70-29.09-92.00-86.10-81.00-76.80-74.20-72.30-71.20-63.30-63.70

46.9
48.5
52.1
55
59
6366
69
74

IIP3 = OIp3 - Gain

FETのソース抵抗 390Ω//500Ωで OSCstopのときのソース電圧2.85V => 10.2mA each （Lo off時）
SG level はLoAmpの入力（SG出力）のレベル。 Lo levelはATTの出力のレベル。
バランスのVRは、7MHzの時にOSCleakが最低になるように調整。

☆ドレイン電流を10.2mA=>28.6mA（ソース抵抗390//500//220Ω）に増加し、Loを3dB増やした場合でもIIP3はほとんど変化しませんでした。
9中級程度のミクサとしての、2SK125とBUSswの比較です。（おおざっぱです）
ミクサのIP3が30dBを超えるような高IPの場合は、BUSswが良いでしょう。
ただし私のテストではBUSswは以下の様でした
・IF9MHz（Lo 9～39MHz）ではIIPも30dB以上取れて良い特性です。
・IFを45MHz （Lo 45～75MHz）とすると、IIP、ILともにバラつきが多い。
今回は2SK125*4にしました。 2SK125も案外イケると思います。
BUSswはロスがあるので入力アンプが無いと比較になりませんので、ゲイン9dBのアンプを入れた状態です。 また、BUSswはIFは9MHzです。 どちらが いでしょうか。

良

数値はばらつきが多いので、独断でそれらしい値にしています。

未測定）

Total Gain：4.5dB IIP3：17dBm （NF：：：2SK125*4
IIP3 17dBm
Gain 4.5dB

未測定）

Total Gain：3dB IIP3：21dBm （NF：：BUSsw
IIP3 30dBm
Gain -6dB

IF：45MHz：IF：9MHz

Amp：9dB付１．２ 有名な受信機のミクサ
受信機の性能はミクサだけで決まるわけではありませんが、以前に調べた結果です。
・高IPのミクサのデバイスは伝説？のSD5400やSi8901などがあります。 また、H-mode ミクサなども。
・SD5400はシリコクスのSD210というMosFETを4個同一パッケージにいれたものです。
・下表のHF1000は発表された頃は高IPのRxと騒がれました。(1990～1995年頃）
・SD5400CY,SD210,Si8901などは1986年のシリコニクスのカタログに製品として掲載されていました。
・Si8901は以前JAのOMが使用されて高評価が得られています。
・下記の受信機自体は30年以上も前の機種です。
最近の流行はSDRですので、高IPのミクサなどと言っても、“なにそれ”という事になります。
有名な受信機のMixer／Driver
機種IF
ミクサLo
備考
（メーカー） MHz デバイス
ドライバ
NRD-535
70.455 2SK125*4 2SC3357*1 一般的な使用方法
ドレイン電圧10.8V（JRC）
RA179240.455 BSV81*4 2N3866diff MOSFETをSWで使用。 ドレイン電圧0V(Racal）（MOS FET）
HF100040.455 SD5400CY CA3424A ドライブが大変（WJ）Videoamp SD5400はSD210を4個パッケージしたもの
SD210はSD5400と同じFET
RA679040.455 SD210*4 2N3866（Racal）
2N5160 pp
RF590A
40.455 Diode DBM? MRF-237（Harris）
26dBm
M9Dは Lo：23dBmの時 IP3：30dBm
WJ-871842.905 Diode DBM IC-Amp（WJ）
M9D
Si8901は 200MHzまで使用可能。
RA371281.4 Si8901?
Lo：17dBmのとき IP3：35dBm。
(Racal）
10

付２ メカニカルフィルタ
１）RxのIFフィルタ実測値
八重洲無線がFT-1000MP に使用していたコリンズ製メカニカルフィルタと同型のメカフィル。
Txにも同型のメカフィルを使用。 Txのフィルタの測定データーは無し。
コリンズ規格526-8738-010

2.56kHz(-6dB)

4.9kHz(-66dB)

SSB用

八重洲無線のフィルタ
型名 XS-119S
測定器：HP 4396A
（未校正）

-3dB

2.60 kHz-60dB

4.15 kHz

SF：-60dB／-3dB = 1.596

パスバンド部詳細

パスバンド内リップル 0.3044dB

11-3dB

2.61 kHz-6dB

2.705 kHz

付３． Noseles feedback Amp
有名なNoseles feedback Amp （NFA） のデータを取ってみました。 回路図は次ページ。
煩雑になるのでマーカーの数値は省略。
測定器は HP4396A（未校正）、自作リターンロスブリッジ 使用。 TG信号出力 –30dBm。
１）ゲイン、フィードバック
マーカーは 1： 1.9MHz， 2： 3.5MHz 6： 50MHz
ゲイン： 順伝達係数（S21）
フィードバック： 逆伝達係数（S12）
S21：0dB

S125dB/div

算値

実：0dB

～5dB/div

S21は 計9.54dBのところ 測 8.3dB 9.1dB まあまあ。
S12は –10.2dB
10.6dB あまりよいとはいえないが、一般的にこのアンプは-11dB前～－後といわれているので、その通りになりました。 周波数特性も許容範囲。
２）入力インピーダンス、出力インピーダンス マーカーは 1： 1.9MHz， 2： 3.5MHz 6： 50MHz：-10dB 5dB/div
入力インピーダンス： 入力反射係数（S11）： 0dB 5dB/div
出力インピーダンス： 出力反射係数（S22）S11

S22マーカー1）は少し悪い。 でも許容範囲と考えます。

S11,S22ともに1.9MHz（12３） 2信号特性
F=45MHz、5kHzセパレーションで試験しました。 -7dBm/tone。
広帯域のRFアンプとして使用する場合は、またデータをとりなおします。
入力信号
Marker2： -7.03dBm
Marker4： -87.97dBm

出力信号
Marker2： 1.83dBm
Marker3： -79.13dBm－－－－

OIP3： 1.83 + （1.83 （ 79.13））/2 = 42.31 dBm
IIP3： （ 7.03） + （1.83 （ 79.13））/2 = 33.45 dBm
Gain： 8.86dBです。

－～
良 点 見 けNFは測定できませんでしたが、1.5dB 2.5dB といわれています。
や を変 させてNF，IMD等の い を つ るとよいのですが、今回は電圧 電流 化実施していません。

４）回路と写真

Tr： 2SC1426

コレクタ電流： 26mA

13

FB801*2

2SC1426+

放熱器

付４． 送信機の歪
2toneをマイクジャックに入力して、Txアダプタの出力を見ます。 2toneはおよそ 770Hz／2000Hz 。
2toneを入力すると、帯域内でも干渉が発生して、いろいろな信号が作り出されます。
SPAは TR4171 （未校正）7.1MHz （LSB）
3rdDist： -62.9dBc
計測 力： -17.5dBm／tone
力： 12.5dBm ／tone

出
実出

通して計測しているので、実出力は30dBのATTを3rd dist.

キャリア-17.5dBm + 30dB = 12.5dBm

3rd dist.

アベレージング無し。

逆サイドのリーク？ キャリアサプレッションは-70dBc
程度

28.0MHz （USB）
3rdDist： -62.0dBc
計測 力： -19.0dBm ／tone
力： 11.0dBm ／tone

出
実出

7MHzの性能よりもほんの少し悪い。 大勢に影響はない。
アベレージングをかけるとランダムなノイズが減少して測定される。
アベレージング 8回。

以上
14