神田のガリレオ

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 ここのブログで7月29日に書きました( http://blogs.yahoo.co.jp/drnebiya/36632734.html ) 50MHz リニアアンプ について、各部のクローズアップ写真を見たいとか、回路図を教えてほしいというメールをいただきました。
 
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 私の日曜電子工作の机(私のお城)です。赤い枠の中が、今回、作った 50MHz リニアアンプです。
 
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 HL-166V の中の写真です。いくら壊れているとはいえ、きれいにできあがっているメーカー製の製品に手を入れることは勇気がいります。
 
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 でも、「清水の舞台から飛び降りたつもり」で中の基板を全て取り外しました。今回のリニアアンプは、HL-166V のケースを流用して、中の回路は全て新規に設計して作りました。
 
イメージ 5
 
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 最初に、主要回路の基板を作ります。パタン設計は作図ソフト AutoCAD でプリントパタンを書いて、ローランドの彫刻マシン Model CAMM-2 / PNC--2000 (プロッタのペンの部分がドリルになっている。)で基板を作りました。
 
 
イメージ 6
 
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 以下、各部の詳細を書き綴ります。まず、50MHz で 100W 出力を出す MRF255 の組み立てです。部品が大きいので基板も大きくなりますが、部品点数は少ないです。ただ、手持ちの高周波トランスが大きく、HL-166V のケースに入れるには、寸法的に少し無理があります。(なんとか押し込みましたが・・・)
 
 トランスに巻く太さが十分な単線の耐熱線が秋葉原で見つけられず、とりあえず細い単線の耐熱線で巻きましたが、太い単線が見つかれば巻き直したいと思っています。
 
イメージ 7
 
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 広帯域トランスを入・出力回路に用いたリニアアンプは、入力側の VSWR を低くする設計がけっこう難しいですが、このリニアアンプは 50MHz モノバンドとしたので、入力回路に L 型インピーダンス整合回路を入れました。
 
イメージ 15
 
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 リニアアンプの入力インピーダンス特性は、ネットワークアナライザで測定します。
 
イメージ 17
 
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 リニアアンプの入力 VSWR は、1.18 以下という非常に満足な値でした。
 
イメージ 13
 
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 リニアアンプの入力側のインピーダンスもほぼ 50 Ωです。
 
イメージ 14
 
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 今回の「こだわり」の内臓した受信プリアンプは、IMD 特性の良い 2SK125パラレルのゲート接地アンプです。トロイダルコアのコイルはNFに関係しないところのみとし、ほとんど空芯コイルとしています。受信プリアンプを ON にしても、それほど、ノイズは増えず、受信信号に対するSメータの振れは 2 目盛り程度、UP します。
 
イメージ 21
 
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 受信プリアンプの周波数特性も測定しました。(横軸は周波数で、0〜100MHz、縦軸は利得で、10dB/div、横軸の太くなっているレベルが利得=0dB ラインです。)
 
イメージ 20
 
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 NF メータ(hp 8790B)で、受信プリアンプの利得と NF を測定しました。利得は 6.8dB、NF は 2.2dB、まぁ、こんなものでしょうか。
 
イメージ 19
 
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 100W クラスのアンプともなりますと、DC 12V 電源で 20A 強の電流が流れます。大電流の電源スイッチとして、オムロンの DC 12V 用パワーリレー G2R を用いました。
 
イメージ 8
 
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 送・受信の高周波信号の切替えスイッチには、電力が大きいのでリレーを用いました。高周波特性が少し不安でしたが、オリジナルの HL-166V もパワーリレーを使っていましたので、オムロンの 12V 用パワーリレー G2R を用いました。50MHz ではロスも少なく、実用範囲に入っています。
 
イメージ 9
 
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 アンテナのミスマッチからパワーアンプを保護するために、CM カップラ回路により VSWR の検出を行い、VSWRが 3 以上になりましたら、電源のパワーリレーを強制的に OFF する回路を設けました。
 
イメージ 10
 
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 これらの回路を、ビス、スペーサ、ナットでケースに固定し、各基板間の配線をします。これで、組み立ては終了です。
 
イメージ 11
 
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 回路図を( http://amplet.com/je1bqe/6mhpa.pdf )に UP しました。
 
イメージ 23
 

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 CQハムラジオ誌(2013年1月号)に書きました、このリニアアンプの記事の中の出力トランスの図3に、電源供給線が書かれていませんでした。失礼いたしました。
 
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 送信回路の基本測定を行います。このリニアアンプには八重洲無線製の FT-620B を接続し、高周波電力計、50Ωダミーロード、高周波電力計で各特性を測定します。
 
イメージ 18
 
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 ダミーロードを接続しての調整です。各 FET ( MRF255 ) にバイアス電流が 400mA となるようにゲート電圧を設定し電源を入れました。確認しながら作ったので、特に不具合も無く一発で動作してくれました。(以下の写真は、調整時のもので、プロテクト回路をはずしてあります。)
 
イメージ 3
 
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 送信出力の測定です。送信機から 5W の CW 信号を入れましたら、出力は 125W 出てくれました。ほぼ、設計通りに動作してくれています。
 
イメージ 4
 
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 120W 出力時のスプリアス特性も非常に良く、電波法を十分満足しています。(横軸は周波数で、0〜500MHz、縦軸は高周波電力で、10dB/div)
 
イメージ 22
 
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 このリニアアンプに使用したフィルタ回路やインピーダンス整合回路の設計などをまとめた私の著書は、CQ出版社の「高周波・無線教科書」( http://www.cqpub.co.jp/hanbai/books/15/15411.htm )で、東京電機大学の私の授業で教科書として使っている本です。
 
イメージ 12
 

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彫刻マシンで基板を作られていたのですね.FBです.ちなみにその基板をパラにして....となると,そのケースには入らなくなっちゃいそうですね. 削除

2012/7/31(火) 午後 4:29 [ ocr ] 返信する

OCR先生 こんばんは

今のところ、必要な全部の機能の基板はケースの中に納まっています。一番大きな送信リニアアンプ基板が形状的に無理があり、入力トランスが空中配線になってしまいました。

2012/7/31(火) 午後 7:09 drnebiya 返信する

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いやぁー本当に凄いですね!
ぜひQSOをお願いします。

2012/8/2(木) 午前 8:01 [ wlc ] 返信する

WLCさん こんにちは

今日もこれから横浜で講演してきます。

またのQSOもよろしくお願いいたします。

2012/8/2(木) 午前 10:24 drnebiya 返信する

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初めまして、ROCK3と言います。
回路についてお尋ねします。
U5,U6のゲート側の回路ですが、入力トランスT2とDC的に
接続されていますが、コンデンサでバイアスをトランス側へカット
しなくても所望の動作はするのでしょうか? 教えて下さい。 削除

2012/9/29(土) 午前 10:25 [ ROCK3 ] 返信する

ROCK3さん こんにちは

コメントありがとうございます。ご指摘の通りコンデンサを入れてカットしなくてはいけません。回路図にそのコンデンサを書き忘れていました。C49とC50を追記し、修正しました。アドバイスありがとうございました。

2012/9/29(土) 午後 4:49 drnebiya 返信する

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こんばんは。早速のレスポンス有難うございます。
私もMRF255使用のリニアを製作したくて、現在勉強中です。
機会があれば、いつかEスポで交信をお願いします。
それでは失礼致します。 削除

2012/9/29(土) 午後 7:08 [ ROCK3 ] 返信する

ROCK3さん こんばんは

今回はご指摘、ありがとうございました。ブログも拝見しました。FBですね。

EスポでのQSOも楽しみにしています。

2012/9/29(土) 午後 9:40 drnebiya 返信する

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はじめまして、こんにちは。楽しく読ませていただきました。そこでローパスの部分について、ちょっと質問させていただきたく思いますが、コイルの線径はどのくらいでしょうか?お忙しい所、お手数ですが宜しくお願いします。

2012/10/9(火) 午後 8:54 [ ken*q_*e*0993 ] 返信する

ken*q_*e*0993さん こんばんは

Blogを読んでいただきありがとうございました。

ローパスフィルタは、コイルの線径は 1mm のスズメッキ線(エナメル線でも可)です。これを直径13mm、長さ20mmで6回巻きのコイルとしました。記事の上から6番目の写真のD12Aと書かれたトランスの横のコイルがそれです。

2012/10/9(火) 午後 11:05 drnebiya 返信する

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以前メールを差し上げたものです。基板作製が大変で、今はCQ誌を見ています。いつかは作りたいです。MRF255 1スッテック有ります。CQ出版のテキストも買って読んでます。早く作りたいと思ってます。誰か、基板作ってくれないかな!!では、又楽しい製作記事を宜しくお願いします。

2013/2/13(水) 午前 8:31 [ jh1**c ] 返信する

jh1**cさん こんにちは

基板製作ではお手伝いできずすみません。こんな記事もありました。

http://www5a.biglobe.ne.jp/jh2clv/mrf255sspa.htm

2013/2/13(水) 午前 11:45 drnebiya 返信する

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今日は!!昨日アマゾンから<高周波・無線教科書>到着しました。早速拝見しました。42年前に無線工学を勉強した頃は、余り理解出来ませんでしたが、この本は平易に書いてあって、自作波には、大変勉強になります。このリニアアンプの回路も少しずつ理解出来るようになりました。又楽しい本を出して下さい。50MHZ 500Wリニアとか!期待してます。

2013/2/14(木) 午前 9:25 [ jh1**c ] 返信する

本をご購入いただきありがとうございます。50MHzは、今、私はICPW-1で500W免許を受けているのですが、手持ちの部品による3-500Zパラでリニアを自作したいと思っています。半導体でも作りたい気持ちはあるのですが、電源まで考えると、私の手持ち部品では真空管になってしまいます、hi。

2013/2/14(木) 午前 11:10 drnebiya 返信する

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