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カテゴリ:JA2NKD式RD15HVF1 リニア( 12 )   

IRF510単段リニアアンプ基板の組み立て   

2017年 07月 30日

今年の2月にJA2NKD式RD06HVF1単段リニアアンプ基板を組み立てていた。

http://fujichrome.exblog.jp/27509213/

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回路図である。
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組み立てたものの、まだ実働試験は行っていない。

リニアアンプ用のデバイスとしてRDシリーズは非常に優れているのだが、IRF510を使用する50Wリニアアンプも報告されている。

http://www.n-mmra.net/radio/tramp6/tramp6.html
http://www.n-mmra.net/radio/tramp7/tramp7.html

これをみて、IRF510も単段リニアアンプに使えるのではないかと考えた。RD06HVF1単段リニアアンプ基板の感光マスクを使い、実験用基板をエッチングしようと用意したが、RDシリーズとIRF510は足の並びが違うことに気付いた。

そこで、今朝はRD06HVF1単段リニアアンプの基板パターンを元に、IRF510の足のならびに合わせて手直しをした感光マスクを描いてから、基板をエッチングした。
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エッチングした基板と組み立てに使う部品、IRF510を、2月に組み立てたRD06HVF1単段リニアと並べた。
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早速、基板を組み立てた。FT50-61が枯渇してしまい、出力部分に取り付ける1:2トランスが取り付けられていない。
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回路はRD06HVF1単段リニアアンプと全く同じである。

実働試験を行っていないために、これらの単段リニアアンプがどの程度の感度で何ワットの出力が出るのか、動作は安定なのかなどについては全く不明である。

とりわけ、IRF510の単段リニアが小出力リニアアンプとして実用になるのかどうかは全く不明であり、興味が惹かれる。

何の目的も無く組み立てたCBジャンクX'tal発振基板と、この前組み立てた50.62Mcオーバートーン発振基板があるので、これらを信号源として両リニアアンプの実働試験を行ってみるのも一興と考えた。
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こういう基本回路をトランシーバーや送信機の一部として使うためには、このように「興味本位」なアソビのような実働試験を行い、自分の手で実際に感触を確かめることが重要である。

by FujichromeR100 | 2017-07-30 13:22 | JA2NKD式RD15HVF1 リニア | Comments(0)

JA2NKD式RD06HVF1リニアアンプ基板の組み立て-完成   

2017年 02月 04日

MC1496 AM変調回路の出力用にJA2NKD式RD06HVF1リニアアンプ基板をエッチングして途中まで組み立てておいていた。

枯渇していたためにサトー電気に注文しておいていたFT50-61がシャックに届いていたので、今日は早速RFCと1:2のワイドバンドトランスを巻き、基板を完成した。

完成した基板である。
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これは単段アンプであるが、少し前にRD00との2段アンプも組んでおいていた。90年代の標準であった2SC2053-2SC1971アンプの現代版である。この2段アンプと単段アンプを並べてみた。
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現代の自作送信機用リニアアンプとしては、この2種類の基板があれば事足りる。更なるQROは、別筐体に組んだ本格的リニアによるのが、発振対策などの点からもFBである。

by FujichromeR100 | 2017-02-04 19:04 | JA2NKD式RD15HVF1 リニア | Comments(0)

JA2NKD式RD15HVF1リニアアンプ-放熱器取り付けVer   

2012年 12月 16日

JA2NKD式RD15HVF1シングルアンプの高性能ぶりには感動しているところである。簡易な構成であるにもかかわらず、高感度且つ安定である。JA2NKD OMが確立されたこの回路は、2SC1971ワイドバンドアンプの性能を遥かに凌駕している。2SC1971は完全に不要となったといえよう。

自分で最初に組み立てたのは通常の基板タイプであった。が、自作送信機に取り付け易い「放熱器取り付けタイプ」も途中まで組み立てていた。今週はこれの組み立てを行った。

2SC2078 PPよりもかなりコンパクトに仕上がった。
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前回組み立てた基板タイプでは、入力インダクターはT37-2に12回巻いて良好な結果であった。インダクタンスの実測値は約0.7μH、計算値は0.6μHである。

一方、今回のバージョンではT37-2に12回巻きでは発振してしまい、10回巻きで良好な結果となった。インダクタンスの実測値は約0.5μH、計算値は0.42μHである。入力インダクターのインダクタンス最適値は回路の実装状況やFETの個体差により変わる可能性がある。21Mcで使用する場合、T37-2では10回巻きにしておけば無難そうである。組み立てて、もし異常発振したときは入力インダクターの巻き数を減らしてみると良いであろう。

今回のバージョンは、入力6mWで出力4W(PGなんと28db!)、ドレイン電流約1A、効率約33%となり、前回の基板バージョンよりもFBであった。FETの個体差による違いであろうか。入力10mWで出力約6.5Wが期待できる。なお、アイドリング電流は500mAである。

それにしても、JA2NKD式RD15HVF1シングルアンプは、これほどまでにシンプルでありながら実に高性能であり、驚くばかりである。自作マニアには是非組み立ててみていただきたいと思う。
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(実験中のJA2NKD式RD15HVF1シングルアンプ放熱器取り付けバージョン)

by FujichromeR100 | 2012-12-16 14:27 | JA2NKD式RD15HVF1 リニア | Comments(3)

JA2NKD式RD15HVF1シングルアンプ基板   

2012年 12月 09日

JA2NKD OMが発表された回路で、実験基板を組み立てた。
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21Mcで使用するのでドレイン-アース間のコンデンサーは省略した。また、入力回路の直列インダクターは、手持ちのトロイダルコアーに0.7μH(手持ちがあったT37-2に12回)になるように巻いたが、50Mcまで使うワイドバンド仕様にするためには、巻き数を8回と少なくしないといけないことは、JA2NKD OMが実験で示されたとおりである。

最初にこのFETを試した実験基板から部品を移植して、実働試験を行った。アイドリング電流が最大450mAまでしか設定できなかったので、450mAで動作させてみた。3端子レギュレーターを6Vタイプに換装しないといけない。

1:9の伝送線路的トランスを使うのは初めてである。この基板では7.2mV入力で出力は3.12Wとなり、ドレイン電流は800mAであった。効率は30%台である。前回の実験では約50%の効率であったが、効率の低下は出力部の伝送線路トランスの違いによるのかもしれない。5Wまでのリニアりティーは前回使用した1:4トランスの回路よりも優れているはずなので、効率の低下は容認する必要があろう。

1:9トランスを使用したこの回路でも、感度の高さには驚く。12mW弱の入力で5Wの出力となるはずである。トランジスターによるファイナル基板と比べて、増幅段を1段省くことができそうなほどの感度である。

JA2NKD OMの実験結果によると50Mcでも同様の高感度が得られるようであり、以前試作したTA7358を使用するSSBジェネレーターとトランスバーターの組み合わせによる50Mc送信機のファイナルとして威力を発揮しそうである。

JA2NKD式RD15HVF1シングルリニアアンプ回路には、大いなる期待が持てる。

by FujichromeR100 | 2012-12-09 19:07 | JA2NKD式RD15HVF1 リニア | Comments(2)

JA2NKD式RD15HVF1シングル広帯域RF電力増幅標準回路   

2012年 12月 08日

 2SC1971等の枯渇により、自作マニアから大いなる期待が持たれているはずであるにもかかわらず、使用例がそれ程多くない三菱製高周波電力増幅用FETである。

 数少ない使用例の中でも回路の判りやすさと性能の高さが突出していたJA2NKD OMの回路である。この回路について、JA2NKD OMが最新の実験結果をまとめて報告された。

http://ja2nkd.blog.so-net.ne.jp/archive/c35368363-1

 出力回路、RFC、入力回路、アイドリング電流など、この回路を構成する要素のほぼ全てについて実験的な検討が行われ、最適化が行われた。その結果、HFから50Mcまで使用可能なワイドバンドアンプ回路が提示されたのである。

 記事中に示されたこの回路の性能は素晴らしい。50Mcにおいても高感度が維持され、最大出力は10Wに達し、5W強までは入出力の直線性が完全に成立している。見る限り、2SC1971によるワイドバンドアンプの性能を遙かに凌駕している。

 性能の素晴らしさに加え、我々になじみが深いトランジスターによる回路と殆ど同じ回路なので、自作するのも容易であり、取り付きやすい。トランジスター回路との違いは、入力回路に直列にインダクターを挿入することと、アイドリング電流を多めに流すことぐらいであろう。

 この回路の出現により、2SC1971等のディスコントランジスターの探索と確保の苦労から完全に解放されることになろう。「JA2NKD式RD15HVF1シングル広帯域RF電力増幅標準回路」と称することが出来るほどの普遍性を持った回路であろうと思われる。

 なお、トランジスター式のワイドバンドアンプが自作マニアにこれほどまでに普及した理由は、トロイダルコアー活用百科(トロ活)に詳細なデータが報告され、その内容がアマチュアにも理解し易かったことと併せて、JA1AYO 丹羽OMがCQ誌で応用例を発表されたことであろうと思われる。

 これに対して、この三菱の高周波電力増幅用FETについては、トロ活に該当する解説書が存在しないため、トランジスターによる回路との違い等に関する、アマチュアにも判りやすい解説がないことに加えて、JA1AYO丹羽OMが発表されたような使用実例が乏しいことが、自作マニアへの普及を妨げていたように思われる。

 JA2NKD OMのご報告は、この壁を打破する素晴らしい先例となろう。私が検討しようと考えていたことは全てOMにより検討され、その結果がまとまって報告されているので、自分で実験する必要は無くなってしまった。エッチングした実験用基板で早速、OMの回路に従い、21Mc送信機に使う実用品を組み立てることにする。

by FujichromeR100 | 2012-12-08 13:11 | JA2NKD式RD15HVF1 リニア | Comments(0)

RD15HVF1シングルアンプ基板 & 3石SEPP+1基板   

2012年 11月 28日

JA2NKD OMが発表された入力直結式RD15HVF1シングルアンプ回路は、21Mcで試したところFBに動作したが、入力回路に「L」を挿入することにより、一層FBに動作することが確かめられた。

ファイナル基板を送信機に取り付ける場合、これまでに組み立てた7Mcと14Mcの送信機のように、放熱器に基板を取り付てランド式で配線して組み立てた基板の方が場所を取らずにシャーシーに取り付けることができてFBである。そのため、RD15HVF1シングルアンプをこの方式で組み立てるための基板を作製することにした。

 適当な放熱器を探したところ、千石電商のオンラインカタログにリストされている5×8cmの放熱器が手頃な大きさで値段も格安だったことから注文し、このサイズで基板のパターンを書いてエッチングした。ランド式で組み立てても良いのだが、自作送信機の定番にすることを考えて感光マスクを書いてエッチングしてみたのである。回路全体が非常にシンプルなので、5×8cmという小振りな基板に余裕を持ってまとまった。
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 一方、前回も紹介した「RFワールド」というサイトにはラジオの諸回路が詳細に解説されており、その中に低周波電力増幅回路の解説もある。

http://www/rf-world.jp/

ここは非常に参考になる、素晴らしいサイトである。

 前回、このサイトの低周波電力増幅回路を解説したセクションの一番最後に記載されていた「負帰還付きSEPP回路」の基板をエッチングして、この週末に組み立ててみた。

 今回は、最初の方に解説されている「ブートストラップ付き3石SEPP回路」の前段に1石アンプを付加した回路の基板を起こしてエッチングしてみた。
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 最もシンプルで実用的な回路のハズである。バイアスもシリコンダイオードを2本直列に接続して得る、最もシンプルな構成である。SEPPのアイドリング電流は、カレントミラーとなる励振段のコレクター電流により決定される。FET高一中二の低周波電力増幅部には、この回路を使用して好結果が得られた。

 LM386も簡便でいいのだが、自作SEPP回路はホワイトノイズが少なく音質も優れているので、自作受信機の低周波電力増幅回路には最適と思う。なお、小出力のオーディオ専用ICであればノイズ対策も施してあり自作SEPPと同じようにFBな使用感のものがあるかもしれない。簡便にすませるのであれば、そのようなICを探し出すのも一方であろう。

by FujichromeR100 | 2012-11-28 13:54 | JA2NKD式RD15HVF1 リニア | Comments(3)

RD15HVF1リニア実験基板-入力回路の検討   

2012年 11月 24日

引き続き、RD15HVF1リニアの実験をしてみた。

前回はいいかげんに作ったダミーロードが焼けてしまったので、金属皮膜抵抗の100Ω2Wを買ってきてパラ接続し、50Ω4Wのダミーロードとすることにした。また、2石テストオッシレーターの出力に3dbパッドを接続した。

TOの出力にダミーロードを接続して21Mcの出力を測定すると、5mWであった。

前回同様にRD15HVF1のゲートにコンデンサーで入力を直結にすると、2Wの出力が得られた。アイドリング電流は前回同様400mAである。試しにアイドリング電流を300mAにしてみると、出力が激減してNGであった。

アイドリング電流を400mAに戻して入力回路の検討を行ってみた。

まずは、巻き線比1:2の伝送線路トランスを使って、入力回路をステップダウンにした場合とステップアップにした場合を直結と比較したが、どちらも出力は約1.4Wに減少してNGであった。

CQ誌別冊No.4に掲載されていたRD06HVF1を使った50Mcアンプの回路では、ゲート入力回路に直列にLが挿入されていることを不思議に思っていた。ステップダウンでもステップアップでも直結と比較して出力が増加しなかったために、次にこの例を参考にして直列にLを挿入する回路を試してみた。

どれくらいのLを挿入すればよいのか皆目検討も付かなかったので、まずはテキトーに目の前にあったジャンク10Kボビンに巻いてあるコイルを使ってみた。すると、ある巻き線部分を挿入してコアを調整すると、出力が3.1Wと顕著に増加することがわかった。そのときのコイルのインダクタンスを測定すると0.7μHであった。3.1W出力時のドレイン電流は540mAであり、入力は約6.5W、効率は約48%であった。

挿入インダクタンスを更に検討したが、1μH以上では異常発振を起こしてしまいNGであった。0.7μHというと、FCZ10S50の1次側インダクタンスが0.68μH(6回巻)である。FCZ10S28の1次側インダクタンスが1μH強(8回巻)なので、自作する場合は10Kボビンの一番下の溝に8回巻きとしてコアーを抜く方向に調整するのが良さそうである。

インダクタンスを0.7μHに戻し、ゲートとアースの間に100pFのトリマーを接続してマッチングの改善がみられるかどうか検討したが、このコンデンサーの容量を増すと出力が低下するのみであり、少なくとも21Mcではこのコンデンサーはマッチングの改善をもたらさないことが判った。

以上をまとめると、JA2NKD OMが示されたRD15HVF1のシングルリニアアンプ回路で、入力回路を原典と同じコンデンサー直結とすると、5mW入力で2Wの出力が得られ、パワーゲインは26dbであった。一方、入力回路に0.7μHのLを直列に挿入すると、出力は3.1Wまで顕著に増加し、パワーゲインは27.7dbであった。効率は48%と必ずしも高くは無いが、パワーゲインの高さが注目される。

リアリティーが確保されるとすれば、入力10mW弱で5W弱の出力が得られそうである。熊本シティースタンダードであればトランスバーター基板の出力を直接接続しても3W以上の出力が得られる程のゲインである。

RD15HVF1リニアアンプは、実際の送信機でも活躍しそうである。

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(拍子抜けするほどシンプルなRD15HVF1リニアアンプ実験基板)

by FujichromeR100 | 2012-11-24 19:40 | JA2NKD式RD15HVF1 リニア | Comments(0)

RD15HVF1シングルリニア実験基板-実働試験   

2012年 11月 18日

今日は、RD15HVF1シングルリニア実験基板の実働試験に取り掛かった。

生基板の切れ端を探して、21Mc用のT型フィルターを組み立ててから、以前組み立てておいた21.2Mc 2石テストオッシレーターを引っ張り出してきて、基板間を結線した。

JA2NKD OMの原典回路図ではバイアス用半固定抵抗の接続が違っていることに気付き、基板を改造して修正した。また、原典では10Ωの抵抗がゲートに直列に接続されているが、これをFB101に変更した。

電源を接続してアイドリング電流を400mAに設定した。テストオッシレーターからの信号を入れると、ドレイン電流が増加して、無事に出力が出た。

T型フィルターを調整してピークをとると、ドレイン電流は500mAとなった。
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テストオッシレーターの出力を50Ωで終端して測定すると、出力は10.4mWであった。
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これを入力した際に、リニアアンプの出力は2.1Wであった。ゲインは23dbとなり、JA2NKD OMが示された30Mcでの入出力データと似たような結果となった。

21Mcで20db以上のゲインが得られるとは、トランジスターと比較するとかなりのハイゲインと感じる。入出力の結合予防等、実装に配慮しないと異常発振する可能性が高そうである。

今回はとりあえず、入力を直結で測定してみた。入力に巻き線比1:2のトロイダルトランスを接続して今回の結果と比較してみるのは、来週の課題である。

by FujichromeR100 | 2012-11-18 17:21 | JA2NKD式RD15HVF1 リニア | Comments(2)

RD15HVF1シングルリニア実験基板-基板の組み立て   

2012年 11月 17日

というわけで、若干の部品を近所の部品屋から仕入れて、早速基板を組み立ててみた。
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拍子抜けするほど簡単な基板である。

熊本シティースタンダード形式のトランスバーター(DBM-3SK59)基板出力を、3SK59の送信ポストアンプで増幅した後でこの基板で増幅した際に、5W程度の出力が安定に得られることが当面の目標である。そして、HFだけではく、50Mcでも同様の性能が得られれば、自作無線機のファイナルにはこのFET一種で十分とすらいえるだろう。もちろん、これはかつての2SC1971ではほぼ可能であった。

今のところ、エキサイター出力は5W程度として、真空管のリニアで30W程度まで増力するという構成が無難である。この基板がもし巧く動作すれば、21Mc用の送信機に早速起用してみたいとろである。

by FujichromeR100 | 2012-11-17 19:50 | JA2NKD式RD15HVF1 リニア | Comments(0)

RD06/15HVF1シングルリニア実験基板-エッチング   

2012年 11月 14日

しばらく製作をしていなかったので、感光基板が枯渇していた。近所の部品屋で10×15cmの感光基板を仕入れて、早速RD06/15HVF1シングルリニア実験基板をエッチングした。
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写真のとおり、パターンは、これで本当にいいのかと思うくらい極めてシンプルである。これに使うFT50-43などの部品の手持ちも枯渇していたので、今日サトー電気に発注した。マイクアンプ回路に使うと便利な741と、汎用トランスバーター基板などに使用する2SK125も手持ちが枯渇していたので、ついでに樫木総業に注文した。基板の組み立てが完成するのは、次の次の週末になるであろう。

 また、漸く交信に成功した14Mc TXMRのキャリアーポイントを確認するための455Kc自励式キャリアー発振基板もエッチングした。以前、トランジスター用455Kc IFTを使って同じような発振回路を組んだときはIFTがHigh L Low C過ぎて、トリマーによる周波数調整が困難であったので、今回は局発用の赤コアーコイルを発振回路に使うことにした。赤コアーコイルを455Kcに共振させるための容量は330~390pF程度になるので、20pF程度のトリマーを並列にすると数Kcの範囲での周波数微調整がかなりやり安くなるであろう。

by FujichromeR100 | 2012-11-14 15:53 | JA2NKD式RD15HVF1 リニア | Comments(0)