RADIO KITS IN JA　

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AMでの乗算回路を眺めていた。CQ 誌1979年2月号に「変調トランスレス変調」が記載されている。当時、特別なネーミングはないようだ。1970年～71年に公知された泉弘志先生の変調回路も「変調トランスレス変調」だが、これと云うネーミングはない。

JH1FCZ氏のFCZ誌は1976年からなので、　それが2番目の記事になるだろう。AF用ICの出力(等価回路上ではトランジスタのコレクターに相当)から電流を流して、被変調トランジスタを駆動する。これは泉浩志先生の回路と同じだ。　泉先生の回路は、トランジスタで被変調トランジスタ駆動する。共に被変調トランジスタを　半導体経由にて信号重畳した電流で駆動させる回路だ。　

DSB with carrierになる。

資料

この記事中に通称「変調トランスレス変調」回路がある。オイラの手持ち資料ではこれが3番目に古い。

一番古いのは泉弘志先生の記事だ。(1970or 1971)

真空管6WC5での変調波形(ワイヤレスマイク)を挙げておく。7極管1本で「OSC」と「乗算」してくれる重宝なアイテムだ。

6SA7,6BE6,7Q7も同じ波形になる。

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加算回路での変調具合。抵抗4本のブッリジ回路で「搬送波＋信号」させた。受動式加算回路。

ラジオで受信できるので「変調が掛かっている」が「波形は加算回路のもの」。広義での変調。A級動作回路をトランス変調しても、この「加算回路による変調」になる。

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次に、3ＳＫ114を使った変調波形。能動式だ。雑誌記載の回路そのままで実験。明らかに　「加算回路による変調」だ。

雑誌には変調が掛かると明記されているが、広義での変調になっている。これが「変調が掛かった波形」なら上記の抵抗ブリッジによる波形も　変調が掛かった波形と強く云える。

波形からみて、「3SK114使用なのか？」

「単に結線したのか？」　の回路違いは見つけられない。

かなりのマイナスゲインなので注意。　抵抗ブリッジによる加算回路の10倍以上ロスる。　損失大にてオイラは推奨はしない。

雑誌等ではロスの大きさについての情報はない。　

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これは、「変調トランスレス変調回路」のひとつ。　下側がクリップしている。

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タンク回路レスでの「変調トランスレス変調」。　ラジオで聴くと深い変調だ。両波でなく半波。

過去の実験詳細はここ。アナログに興味のある方はどうぞ。

オイラの本業は省力化機器の機械設計屋だ。

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加算回路、乗算回路での変調具合を以前確認していた。その延長線上にある「マーカー基板」

マーカー基板が到着した。　トーン付きだが、既報のように「変調トランスレス変調回路」だ。このネーミングはJH1FCZ氏による。　ＦＣＺの寺子屋NO,9とのことだ。

1976年初刊行ゆえに1976年頃か？

1977年には　「寺子屋シリーズNO,9　　　AM10mW送信機　トランスレス変調」は販売されている。

まず、LM386の等価回路。

泉弘志先生が、「月刊初歩のラジオの70年?～72年？」に寄稿し1972年6月30日に出版された雑誌での回路。

変調回路は、これのNPN版にした。　多謝　泉弘志先生。「直結型変調」とでも呼ぼうか？

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さて、届いた基板。

高周波チョークはOSC部1mH.

変調部負荷は470μHにしてみた。変調トランスもLM386も無い。半導体はトランジスタが4個。

①移相発振回路の動作確認。630Hz近傍で発振している。

②変調後の波形。乗算回路を通過させた波形。

下側がないのはタンク回路がないことに起因する。　どこかの専門誌には載っているはず。

過変調なことも波形から判る。r=270Ω.　「変調トランスレス回路」ではあるがLM386のようなICは使っていない。

片側が見えないと「全搬送波単側波帯」(SSB-WC)になるが、2割程度はオシロで見えるので、SSB-WCには為っていない。

③FREQカウンターで見た。　3倍波形が強いようでそういう数字になる。

314÷3≒105となるが、　100kc水晶が5%も上でoscできるか？

様々な歪みを含めて計測しているので、こんな数字になるようだ。

④ラジオで受信してみた。(過変調を受信)

MWではここが一番強く聴こえた。オシロ波形は半分。上の乗算波形にわりと似ている。

マジックアイが開いてこないね。670Ｈｚの音は低くなく高くなく程よい高さだろうと想う。

⑤過変調はやめて、ほぼ100%と想える変調にした。　r=330Ω。

⑥

此処が強く受信できる。1399≒1400なので14倍高調波のようだ。　オシロ波形も多少綺麗になった。

マジックアイもきた。過変調だと本来の周波数と少々違うところで受信できることもこれで体験できた。

この基板は、実験・学習用にほどよいように想う。JH1FCZ氏の回路のようなLM386は使っていない。

⑦

MW下側では　ここで強く受信できた。100KC単位での高調波なので、

557+455≒1000.

多分1000kHzを下側ヘテロダイン受信している。変調トランス方式マーカーだとここまでイメージを受信しなかったように想う。

◇まとめ

実験で遊ぶにはなかなか面白い基板になった。

45年前の回路を使かった。。往時は作動が理解できない中学1年であったが、「初歩のラジオ」の読者水準に少し近づいたと想う。

　高調波は、高周波チョークの容量にも依存するので、まだgoodな値を絞り込めてていない。100kcの微調整用に小型セラミックトリマーを載せるようにパターン興したが秋月電子には5pfはなかったので、余白になっている。トリマーが入手できれば100.0kcに合わせられる。

マーカーとしては変調トランス式のほうが実用性がある。高調波でピシピシとあわせられた。

「トランスレスでも変調が出来る」ことを体験する基板として遊んでほしい。過変調であれば、受信音量最大点ではマジックアイが開かない。

SSB-WC(単側波)として技術追及するのも面白いだろう。

「何も考えずに部品を取り付けて終了」を得意にする方向きでは無い。多少は創意工夫が必要になる。

配布は、「基板2枚＋回路図＋レイアウト図＋封筒」で70gになるので、140円切手を貼ったSASEで対応したい(送料のみ負担ください)。数量は有限になるが、6名まで。　MAIL

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ここで、超再生式の実験基板を興し、　再現性も確認できている。　感度はコイルのQに依存する。ボビンに巻くより空芯自立の方がよいだろう。

AM変調(乗算回路)も実験で上手くできている。　FM帯での真空管ワイヤレスも数台自作できているので、FM帯までなら周波数面での経験も一応ある。手配中のAMワイヤレスMIC基板が届いたら確認をする。

これらを1枚基板にまとめると、受信は超再生、送信はAMの6mトランシーバー(QRP)にできる。トランジスタは7～8石使うことになる。step by stepでそういうのが作れる技術がなんとかついてきた。トリッキーなことはしていないのでオーソドックスに仕上げる。　電機メーカーならコストダウンのために抵抗1本・コンデンサー1本減らすための工夫をするが、アマチュア界ではその必要がない。オーソドックスでOK.

JH1FCZ　大久保OMの「ポケトラ」に似たものになる。

再生式　或いは超再生式の検波方式は一度、二度、三度と体験する必要があるだろう。その辺りのネライもJH1FCZ大久保OMはポケトラに入れた。　そのネライが判らぬならば､先々の伸び代は少ないだろう。

オイラは機械設計屋ゆえに、機械図面から「設計思想」を読みとることも守備範囲になる。流通している電機図面にも「設計思想」がときおり垣間見れる。

さて、年内には基板化してみたいね。

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ver2になる。

実験のように過変調まで掛かるが、固定抵抗で行きたい。「電子工作の入門」向けを想定中。偶数と奇数の高調波では差が判る。

少し追実験をしたが、差が見つけられないのでこのまま基板にする。

試作基板を手配した。　8月20日過ぎには届くだろう。

試作ゆえに到着後、　実験希望者向けの基板無償提供を予定している。(数量は有限)

請　連絡

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中華人民共和国ではトランジスタ用小型トランスの流通が弱いらしい。サンスイトランス(橋本トランス)のST-21同等品を探したが、発見できなかった。　トランスの型式が異なると抵抗値・インピーダンスも変るので発振を継続させる技術を磨くにはgoodだとのネライがあったが、そこに辿り着く前に諦めてしまうことが多いらしいことがわかってきた。

それではトランスを使ったコレクター変調は諦めて、実験をした。

古くは泉弘志先生の著書にもある「方法」にした。概ね46年前には公知されている。

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1, 移相発振部の波形.

ＶＴＶＭ値で1.5V程度。 エミッター抵抗は330Ω。

2、100kHz水晶の発振波形。VTVM読みで3V程度。

3,バッファ(Ｃ級)に変調を掛けた波形。VTVM読みで出力が6.7V程度。エミッターはベタ接地。

9V電池供給なので、この位でOKだろう。

下側は2の写真のままのようだ。「上側だけ乗算されている」と理解している。タンク回路が無いのも効いているとは想う。トランス変調も上側が伸びていたので、このような波形にはなるようだ。　

4,移相発振を強くした。　過変調になった。　出力も下がった。　この時エミッター抵抗は180Ω。

◇まとめ。

移相発振石のエミッター抵抗は220～270Ωが良いようだ。

マーカー基板ver2の方向性はこれで判った。

◇追記

タンク回路の必要性は、近刊ではこの本にもあった。中学生の頃に理論式を含めてどこかで読んだ記憶だけは残っている。

はい、文字通りです。

タンク回路が無いので　半分の姿になっている。高調波を使いたいので、特定周波数のタンク回路は採用できない。

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半導体乗算回路でAM変調ができることを学習中だ。

いつぞやのマーカー基板にもう一度登場してもらった。　トランスはこの型式。

100kcの水晶は祐徳電子さんで2017年7月から取り扱いが開始されているので、もう入手は簡単だ。

下のはオイラが興したマーカー基板。

①部品を実装。　小型トランスはこの型式。　ＬＣ発振ならば似た抵抗値のトランスでもよいが、このＸtal発振では、今のところこの型式が具合よい。

 ◇OSC直後の波形。　トランスのAF発振側(赤線)は配線をしてない.

◇変調を掛けた波形。buffer後で波形を見ている。過変調なことがわかる。AF発振はまだまだ弱くてOKだ。

上記のように乗算回路になっていることが判る。　100kcマーカーだから高調波を使うので、より高調波が発生しやすい動作にするのがノウハウ。

直流供給電圧に音声信号を重畳することで振幅変調器となる。

オイラの興したマーカー基板。

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まずは記憶を呼び覚ます。

過去記載のように、　

雑誌記載の回路でトライした結果。雑誌記載文には乗算の文字がある。

直上のは加算だけの結果。　波形で回路を当てられるほどの差が見えない。

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今日の実験。　LCで発振させた。　動作点は追い込んではまだ無い。

今日の回路。　ブレッドボードだと全く発振しなかったので半田工作にした。2石の回路だ。ギルバートセル発表が1968年のこと。ｵｲﾗの持ってきた回路、1970年か71年に公知されていたものを持ってきた。部品点数も至って少ない。

WEB上にはこの回路はどうも見当たらないようだ。古くて誰も見向きもしないらしい。

低周波発信器から信号を入れてみた。教科書に近い波形が出てきた。雑誌記載回路で得られた波形とは形が違うね。これが乗算回路だ、、、と。ようやく半導体の乗算回路に辿りついた。

古い発表の回路だが作動している。ここ20年ほどの雑誌記事よりも部品廉価で正当性が高い。

AF信号を多くいれると切れた波形になった。いわゆる過変調状態だ。基本回路としては良さそうだ。　深く変調も掛かるのでOSCの動作点を見つけよう。

考え方はよいようなので、そのうちに動作点を追い込んでみる。goodな結果が出るかどうか？。ここ1ケ月間の実験では唯一乗算した回路だ。　変調トランスを使わないのも省スペース。

「ブレッドボード配線ではOSCできないこともある」のが確認できたことは収穫である。

◇比較のためにOSC波形をひとつUPしておく。この波形はこの時のもの。

上記記事にあるように、このOSC波形でも変調は綺麗にのる。

◇8月2日追記

上記、乗算回路の動作点を変えてみたが大きくは前進しない。AF入力のレンジ幅も10dBちょっとと狭い。考え方はあっていると思えるので、ぼちぼちと手を加えてみる。

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半導体の差動回路によるAM変調波形がすっきりしないので、　基礎から学習を始めた.

変調についてのTEXTは、やはりこの本だろう。

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「教科書的AM変調を　少ないTRで実現できないか？」と、、まだ実験中だ。

過去記事。

昨日は雑誌回路通りにしてみたが、加算回路との違いが判り難いままだ。

今日はG1⇔G2をチェンジした回路でトライ。

まったく波形はだめ。

試しにG1の電圧を0.008Vにまで下げてみたが改善されない.

G1⇔G2しても雑誌記載回路では動作点をずらしても､目的波形には届かない。「動作点が、、、、」で補正効く気配はない。

◇下の写真はAF信号を入力をstopし、99.5%変調のSSG信号をRF入力させたもの。教科書的波形が確認できるので計測方法はこれでよいと想う。

と闇の中に居る。

オイラはここに挙げたようにお馬鹿である。FA機械設計屋であるが、電機プロエンジニアではない。電機プロでないゆえに、実験で確認していくことを基本とする。その結果、data sheetの妖しいさに気つくこともある。

今の処、雑誌掲載回路では望む答えに到達しない？？処まできた。

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トランジスタ回路の学習本に「差動回路」の理論説明と実回路が載っていた。　実回路通りにしたが波形はこの波形と同じ。式では乗算だが、波形結果は加算との差が確認できない。　波形から「1段の差動回路」or「加算回路」の判定はちょっと無理。

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結論的には、波形でみると加算回路のままで、乗算にはならない。　乗算作動になる動作点が1点あるかも知れないが　いつ出会えるか不明。

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復習をしよう。

①差動回路での波形。ラジオで変調確認できる。

②加算回路での波形。(抵抗でブリッジ回路にしただけ)。　これもラジオで変調確認できる。

」

◇「3SK114を利用してAM変調が掛かる」との雑誌記事に興味を持った。JH1FCZ氏のCirQ誌に載っていた。4脚のFETを購入して実験した。

・AF信号をG2。SSG信号をG1にいれて、　SSG信号は絞り気味。

これらもラジオで変調確認できる。

と頑張っても教科書のような波形にはまだ為らない。ずっと為らないかも、、。上記のように3種類で実験したが「良い波形」には為っていない。3SK114回路だと波形が入力過多でクリップ波形になるので、その意味ではこれが正解に近いようにも思うが、路半ばである。

3SK114のG2にAF信号を入れると40dBほどOUTが弱ってでてくる。AF信号を「TRのマイクアンプ」で増幅させて3SK114のOUTでは15dBほど下がっている。

SSGもAFも減衰するが波形は綺麗なので、入力過多にならなければ3SK114の動作点はこの周辺でいいようだ。 3SK114の負荷はチョークだと軽すぎるらしく波形がバーストする。　抵抗負荷だと妙に平な波形になる。

この続きはこれ。

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結論は続きにあり。

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加算動作しかしなかったこれを受けて書き直しした。

今月中には実験したい。

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先の数日間に行なったトランジスタ式差動回路実験(乗算回路）が加算回路として動作していたことを踏まえ、少し学習していた。

このICを使えば　もの凄く良い結果がでそうだ。

メーカーサイトに解説があった。　

JA1ACB難波田OMの記事も非常に参考になる。web mater殿　多謝。

さて僅かばかり知恵がついた状態で、CQ誌系のAMワイヤレスマイクの製作記事(単行本)を眺めていた。これは明らかに加算回路だろうと、、。

加算回路での変調は上手く乗らないことは、あちこちのWEBに体験記がみられる。オイラが改めて云うほどのことは無い。

「OSCしているトランジスタ」へのベース変調はAM変調よりFM変調になり易いことは、ほぼ50年前の記事にも指摘がある。　ベース変調回路は乗算回路には見えない。

「変調トランスを使わないAMワイヤレスマイク（トランジスタ)」を製作しようと実験を始めたことに起因する。

AM変調できるICとしてはXR-2206,AD633が有名だが、XR-2206は歪み率が気になる。AD633は40 ～200kHz範囲だろうと、、。も少し調べる。

FAの装置設計屋だからこういう電気のことは学習中である。

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トランジスタの差動回路実験の続きだ。

何気なくみていた。ここにあった。

足し算ではなく、掛け算の領域で使うようだ。　差動回路TEXTには「半導体の動作領域の拘束有無」についての記述があったか？　無かったか？

足し算領域でも、AMラジオで受信すると「変調音」が聴こえる。AMラジオではFM変調は再現しづらい。波形を考慮しなければAM変調である。

歪みのない音は、おそらく直線領域にしかないだろう。D級の理解もこれからしよう。

トランジスタを非直線領域で使うにはA級,AB1,AB2,B級では駄目だろう。C級？　ラジオとは違う謎が深まる。

7月15日18時追記

ここに答えがあった。

1、非直線領域のゼロ点に近い側を使うか、

2,強めのRF入力で非直線動作させる事が必要らしい。

AF信号を入れすぎると過変調になる。変調トランス使用でC級動作させるには充分なAF信号を必要でもある。

7月16日12時追記

非直線領域のゼロ点に近い処で使うと、スパイク波形が沢山過ぎる。こりゃ、歪みまくりだ。

「トランス使用の差動増幅回路」の検討も、、、と。

7月16日16時追記

「立ち上がりのnon-liner特性を使え」とあった。「2段ではバイアスの掛け方が難しい」ともあった。このような解説ができるのがプロだろう、、。9割方はtextで学んだことの列記だけだ。電子工学分野でもプロは少ないなあ。

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続きです。

①「差動回路で検索すると良く見られる回路」にした。

改善度はゼロ。

これで乗算になっているのか？　いないのか？

②次は回路を変えた。

抵抗でブリッジにしただけ。

af＋rfの信号。掛け算(変調)にはなっていない。

③まとめ。

雑誌回路でtryしたのがスタート。結果は雑誌とは違う。この状態でもラジオを近づけると低周波発信機のトーンが聞こえる。その意味では変調が掛かっている。

ワイヤレスマイクで、OSCしているトランジスタにベースから信号をいれた波形と似ている。変調が浅いあの音だ。

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念のために　AM変調波形を上げておく。これはこの製作品の波形。

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昨日の続きだ。

①トラ技2015年10月と同じ抵抗値にして、雑誌とおなじ1.5V駆動。

負荷の取り出しが悪いか？　と、他種トライしたが変化なし。

LOOPアンテナの代わりにインダクターを入れたが、NG。やはり回路図は誤植ぽい。

②SG出力と低周波発振器の出力を集めて波形を見た。

上と同じ波形。

低周波発振器の出力を上げていった。ＣＲもTRも使わずに雑誌推奨回路と同じ波形が取れる。ラジオで聴いても低周波発振器からの音は聴こえる。 これを「変調が掛かっている」と呼ぶか？

③まとめ。

オイラの確認では、信号線を集めて波形観測したものと同じ。

「変調掛かっている」ならば、上も同じ波形なので「変調が掛かっている」.

LTspiceが何十万データを収集したかは知らんが、実験とは乖離しているようだ。

このままじゃ使えないので、少し考える。

④さて工夫した。

回路をchangeした。雑誌回路は誤植じゃないかなあ？

動画のようにはなった。

YouTube: 差動回路で実験中。その2.

上のようにキャリアの注入量次第でそれらしい波形にはなる。これをAM変調と呼ぶか？.ラジオで聞くと聞こえる。もともと信号線を集めただけの写真②でもラジオ側では聞こえるからね。

下の写真のように静止画だとAM変調のように見える。

さもAM変調のように見えるが、曲線がちと違うね。

⑤　6WC5の変調波形を確認してみよう。このワイヤレスマイクを使った。

トランジスタでごちゃごちゃやるよりも70年前の技術の方が、実に綺麗な波形だ。7極管を使うだけで綺麗なAM変調になる。実際に真空管(7極管)のワイヤレスマイクは良い音がする。

70年前の技術よりも劣るならば、困るねえ。

雑誌通りではNGなことが確認できた。差動回路の基本形等で追実験しよう。

仕事柄、シュミレーションソフトは怪しいものが多いと体験している。強度計算ソフトも溶接構造であればそれに近い強度が出るが、実際にはネジ締結ゆえに割り引いて数値採用する必要がある。

ＳＴ管ラジオは人気が高い。

マジックアイと色合わせると、数値直読LEDはgreenがよいように想う。

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差動回路による変調回路。特許上では1989年には改良版が見られる。1973年には米国では公知されていた技術。1972年後期に民生用MC1496が出たらしい。軍用品MC1596はもっと昔のはずだ。

MC1496(MC1596)の使い方はHAM JOURNAL 13号（1978年)に紹介されている。またmc1496の日本語初紹介は1973年刊行物。それを読むことをお薦めする。

差動回路の通電確認中だ。もとはトラ技術2015年10月の記事だ。これを9v用に変えたつもり。

①AF信号とRF信号を入れて、MIXできるか？

②右がinのAF信号。左が差動回路のOUT.

MIXできてはいない。　

この波形なら、AF信号線とRF信号線を直接半田つけしても得られる波形。

③オシロをchangeしてみた。ベース電流を50⇒10μAと減らしていくと歪み出し点が高くなるだけ。

現時点ではLTspiceで示されたような波形にはならない。

④SGの60%変調波形。　

教科書通りの波形。測り方が悪くはないことが判る。

　上とは違うね。

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今夜は、

雑誌推奨の定数と電源電圧で再トライしよう。