Linear Systems
SBE SB-36
HF SSB Transceiver
(1972)
PRELIMINARY UPLOAD
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現在受信している、あるいは送信している周波数を正確に知りたい・・・
この素朴な無線オペレータの願望はしかし、ずいぶん長い間叶えられませんでした。
真空管式無線機の全盛期になってさえ、多くの安価なアマチュアの機器では10kHz台が読める程度で、
1kHz台を正確に知るには高価で精密な装置、または何らかの手間のかかる外部計測装置を要しました。
たいていは使用のたびにキャリブレータを用いた校正が欠かせなかったし、
機械式ダイヤルで1kHz台までのデジタル直読を実現した機械はコリンズR-390/R-390Aなどのごく限られた高価なモデルだけでした。
コリンズの機構はまさに芸術品であり、ハリクラフターズはデジタル1kHz直読機構にチャレンジしたものの、
さまざまな問題から実用化を果たせないままその歴史を閉じてしまっています。 複雑な機構、手間のかかる調整、不足がちな精度・・・ これらの悩みを過去のものとし、長年の夢をあっさりと現実のものにしたのは半導体技術の進歩でした。 1960年代の終わりに登場した電子式デジタル周波数表示は、 まさにオペレータの待ち望んだ技術革新でした。 1970年12月、日本国内で初のデジタルリードアウト機が フロンティア・エレクトリック社 から発売されました。 DIGITAL 500D と呼ばれたそのHFトランシーバは、ニキシー管による0.1kHz直読という夢の機能に加え、 終段入力500Wというハイパワーのエポックメイキングなモデルでした。 DIGITAL 500Dは、米国では遅れて1971年11月、QST誌上で ROBYN DIGITAL 500 としてデビューします。 価格は$895。 すでにデジタルリードアウト機はシグナル・ワン社CX7Aが存在していましたから、アメリカ初のデジタル機とはなりませんでした。 しかしCX7Aは$2195もする高級機でしたので、半額以下のDIGITAL500はデジタルをぐっと身近にしたといえます。 |
Sideband Engineers (SBE)
SB-33
/
SB-34
はそのユニークな回路構成と最新鋭トランジスタ技術の利点を生かした軽量コンパクトな車載向けのトランシーバでしたが、
ハイパワーの国アメリカでは固定機としてはパワー不足でした。
ので、SB-33/34は専用のリニアアンプとセットで利用されることが多かったようです。
SB-34はヒット作となりましたが、後継機SB-35 (1970年10月)はその方向性を見失って失敗してしまいます。
多くのメーカーが日本製の低価格な機器のOEMに路線変更していく中、SBEもとうとう自社開発を断念し、
日本製のトランシーバのOEM供給を受けることになります。
日本製機器はもはや時代遅れの安物ではなく、品質のよいモダンなモデルとして受け入れられ始めていました。 SBEが選択したのはDIGITAL 500D。 エンジニアリングのブランドとしてSideband Engineersの名前は残ったものの、実際の会社運営はカリフォルニア州ワトソンビルの Linear Systems Inc. です。 こうして1972年3月、 SBE SB-36 がQST誌上にデビューしました。販売店の広告には、「SBEにより改良され、 Linear Systemsによってバックアップされている」 とあり、先行モデル ロビン DIGITAL500Dの改良機であることをうかがわせています。 価格はパワーサプライ込みで$895。同じ月に八重洲FT-101は$559.95でしたから、周波数カウンタぶん高い、ということでしょう。 SBE SB-36は、すべて2S品番で始まるトランジスタをもつ純日本製。 それまでのSB-33/34の設計コンセプトが受け継がれることはありませんでした。 回路図には英語を母国語とするエンジニアなら絶対に間違えないスペルミスが見受けられますし、 手書きの数字の書体は明らかに日本人の手によるものです。 一方で回路図をみると、きれいに清書されたオリジナルの回路のあちこちに明らかな追加修正が入っています。 素子の番号を振りなおす手間も省いていてアルファベット添え字でごまかしていたり、 番号がいきなり飛んだり。 クリスタルフィルタの入力側などは大きな修正が入っていて、 既存のスペースに追加のトランジスタを2石、無理矢理押し込んでいるために極端に混んでいて、 ペン書きの文字がつぶれてしまっていて解読不能!! ほとんど納期前夜のやっつけ徹夜設変、 もしくはエキスパートなエンドユーザによる雑誌の改造記事のような状態になってしまっています。 この追加修正の手書き書体は日本人のものではないような気がします。 これが「SBEによって改良され」なのでしょうか? もしそうなら・・・サンフランシスコやサンノゼまでの直行便もなく、 電子メールも共有ファイルサーバもネットミーティングもなく、 経費的に毎日数時間の国際電話会議をすることもできない当時にカリフォルニアと日本とでエンジニアが意思疎通するのはさぞかし大変なことだったでしょう。 1973年09月号でSB-36は定価$969のところ$669まで、なんと$300も値下げされ、販売に苦戦していることをうかがわせます。 FT-101B($649)とほとんど同価格帯でデジタル表示つき、 しかしデジタル表示の利便性よりも基本性能でFT-101Bに対抗できなかった、というところでしょうか。 1974年05月号に半ページの広告がありますが、それを最後にSB-36はQST誌から消えます。 |
SB-36には真空管が合計6本使用されています。
終段管はテレビの水平偏向出力用として開発されたビーム出力管6KD6で、2つのアンプがパラレルに接続されています。
ヒータは6.3V 2.85Aと強力です。 ファイナルをドライブするのは6BQ5パワー管。 送信時に使用されるもう一本の真空管は6EJ7。 バランスト・ミキサによって生成された9MHzのSSB信号と、 HFOとVFOの出力を混合した周波数が加えられ、6EJ7の出力から目的周波数のSSB信号が取り出されてドライバに伝えられます。 受信時には2本の真空管が使用されます。 高周波増幅に使用されているのが6BZ6 セミリモートカットオフ ペントード。 もうひとつは受信用ミキサの6AW8A。 高周波信号と、HFOとVFOの出力を混合した周波数が加えられ、9MHzのSSB信号が取り出されます。 6AW8Aは3極・5極の複合管ですが、3極管部は使用されていません。 |
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アンテナからの信号は、9MHzトラップを通過した後、
V4 6BZ6 セミリモートカットオフ5極管で高周波増幅されます。
RFゲインの調整は、6BZ6のコントロール グリッドのバイアス電圧を変化させることによって行われます。
高周波増幅管はAGC制御を受けます。 6BZ6のプレートから取り出された信号はただちにV3 6AW8Aの5極管部に入ります。 6AW8Aは周波数変換管として動作しており、カソードに局部発振周波数が注入されています。 局部発振周波数の生成はプリミックス方式で、 各バンドごとの固定された水晶発振出力(HFO周波数)とVFO周波数(5.0〜5.5MHz)から局部発振周波数が生成されています。 USB/LSBとで局部発振周波数は同一です。 水晶発振はTR10 2SC717で行われており、プリミックスはTR11 2SC717。 3.5MHz帯ではHFOは停止し、入力周波数(3.5〜4.0)とVFO周波数(5.0〜5.5)の和で直接9MHzの中間周波数を生成します。 この構成のため、3.5MHz帯ではサイドバンドが反転します。 3.5MHz帯SSBは通常LSBが使用されますが、モードスイッチはUSBにセットします。 この部分はすべてFEP-503 DRIV. RF. PRE MIX & OSC ボードに実装されています。 真空管を4本とトランジスタを2つ、そして各バンドのコイルが実装された複雑なボードです。 本機に付属してきたマニュアル中のボードレイアウト図と実際のボードのレイアウトにはかなりの相違があります。 明らかに基板起こし直しという大設変が入っています。 回路そのものや素子定数が変わっていなければいいのですが、 その保証もなし。 トラブルシューティングには回路図と実際のボードを比較しながらの確認作業が必要です。 FEP-503ボード上にはパイロットランプがひとつ直付け実装されていますが、これは真空管のヒータ電流のバランスをとるためのもの。 |
SB-36を構成しているPCBは以下のようになっています。
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で、純正パワーサプライを接続しパワーアップすると、オレンジ色のきれいなニキシー管表示!
こりゃいいぞと思ったら、パワーサプライからモクモクと白い煙が立ち昇り始めました!! おおおっ!!
緊急停止っ!! 煙が消えたパワーサプライの中をケース上面のパーフォレーションから覗くと、 なにやら綿のようなものが詰まっています。 ああ、ひょっとしたら前オーナーはこの機械を発送するにあたり緩衝材を詰めていてくれたのかも。 さっそくケースから中身を取り出して見てみると、 それは緩衝材ではなくて、スピーカの音をよくするためのグラスウールでした。 し、グラスウールは電源回路のコンポーネントには触れていません。 ケースから取り出したパワーサプライをスピーカ面を下にして置き、再度スイッチON。 と、今度は何事も起きません。 はて。 テスト中にすこしパワーサプライを動かそうとしたら、シャーシ下面からパチッと火花が飛びました。 その辺にはELNA製の電解キャパシタが4個、直並列接続されて1個のキャパシタを形成しています。 はて、ヘンな使い方だな。 で、それらのキャパシタは当初は接着剤でシャーシに貼り付けられていたようですが、今は接着剤がとれてブラブラしています。 このためにキャパシタのリード線が近くの抵抗器のリード線に接触してショートが発生したのかも。 もしかしたらこの4つのキャパシタは、素人修理なのかも。 いずれにせよ、注意しながらもう少し様子を見てみましょう。 800Vの出力電圧をもつこのパワーサプライは間違いなく危険な装置です。 |
受信音量は十分で、ボリュームコントロールの動きもスムース。
ですが、SSB受信の音質はかなりひどいものです。 ひどくピーキーでキンキンした音だし、しかも濁っています。
10分も聞いていると頭痛がしてきそう。 このひどい音質は何らかの故障によるものであることを期待しましょう。
これがノーマルの音だったら、他にトラブルがないとしてもこのリグは棚の飾りにしかなりません。 |
ざっとテストしてみた範囲では受信感度は良好のようですが、14MHz帯だけどうも反応がないようです。
シグナル ジェネレータを接続してテストしてみると、14MHz帯では受信はしているものの、出力を30dBuまであげてかろうじて受信音が聞こえ出す程度。
7MHz帯などでは、シグナル ジェネレータの出力を最低の-9dBuに絞っても信号が確認できます。 |
Sensitivity measurement result before fixing/alignment
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正確には測定していませんが、受信時の安定度は思いのほか良好です。
デジタルシンセサイザではありませんからビクともしないといったものではありませんが、
深夜の3.5MHz帯SSBのOMさんのラグチューを受信しているとき、15分に一回程度わずかにダイヤルに触れるだけですみます。
コールド スタートしてからダイヤルに触らずにいても、表示のズレは1kHz以下。 良好です。
VFOダイヤルのタッチはスムースで、33年経過した現在でもなんら問題はありません。 |
本機にはRITコントロールがあります。
RITスイッチを押し込むと小さなネオンランプが点灯し、RITつまみが有効になります。
RITつまみのセンター周波数は2.1kHzほどずれているので再調整が必要。
さらに、RITをONにすると受信音の濁りがことさら顕著になり、了解度がきわめて悪くなります。
これは明らかな故障です。 RITコントロールはポテンショメータですが、ガリは全くありません。 |
この1年ほどラボで使っていたメインアンプはシャープ製のミニコンポで、
これはデッキやCDプレーヤなどが壊れているものを親族から譲り受けたものですが、
このパワーアンプ部もしばらく前に吹き飛んでしまったのでした。
しかしこの半年というものとにかく仕事で忙殺されていて、
修理を試みることも別のアンプを用意することも全くできませんでした。
Noobow0208コンピュータのオーディオ出力を送信しているRamsey AM-1のAM電波をポケットラジオで聞いていたのです。
大改造の後に低域カットも入れたAM-1の電波はAMラジオとは思えないいい音なのですが、
しかし所詮はポケットラジオ、毎晩これでは癒される心も癒されないままでした。
ラボに戻っても何もする気になれず、ラジオもいじらず、自転車にも乗らず。
強烈な仕事のプレッシャーに押しつぶされ、実はうつ病状態だったのかもしれません。 で、今日は久しぶりに夜10時前にオフィスから逃げられたので、本当に久しぶりにオシロスコープの電源を入れました。 ベンチの上でただ置き去りにされていたSB-36に火を入れ、このオーディオアンプを試すことにします。 SB-36のオーディオアンプは、トランジスタ4石からなるシンプルなSEPPパワーアンプです。 出力トランスは持たず、スピーカ出力は2SC496と2SA496のコンプリメンタリペアの中間点から200μFを介して取り出され、 リアパネルのスピーカ出力RCAジャックに出ています。 フロントパネルのヘッドフォン ジャックには、ここからさらに600Ωの抵抗を介して出力が取り出されています。 ヘッドフォン ジャックにプラグを差し込むと、リアパネルのスピーカ出力は切れます。 マニュアルによると最大出力は10%歪時2.5W。 初めてSB-36の上下のカバーを開け、オーディオボリュームのポテンショメータにオシロスコープをつなぐと、 ポテンショメータの両端には0.5V程度の直流が出ています。 これでいいのかな? オーディオ ライン信号を入れると、SB-36のオーディオ段はいい音で鳴り出しました。 低音から高音までバランスが取れていて、音量も十分。 パスブーストしても低音のピークで濁ったりしません。 動作には問題なしです。 小型ブックシェルフ スピーカで聴く音楽はもちろんモノラルですが、安物のポケットラジオよりははるかにいい音です。 いくらか癒され始めてきたような気がしました・・・。 スピーカ出力を取り出す200μFのリークとかプッシュプルのバイアスとか点検すべき項目も残っていますが、 音は良好なのでここはなにもせずにおきます。 というより、飲み始めたビールが効いてきて、もうただ音楽を聴いていたいだけの気分になってしまったからです。 し、高圧パワー部をもつこの機械の内部を酔っ払った状態でつつくのは絶対に避けるべきです。 |
小学校4年のとき、トランジスタ2つでLEDを点滅させる回路を作ろうと、自転車を1時間以上も漕いで模型屋さんで部品を買いました。
紅色に輝くTLR-105はそのとき本当の宝物でした。 そんな記憶もあり、必要以上についぞ買い込んでしまった発光ダイオードがラボにたくさんあります。
そういえば、発光ダイオードの順方向電圧降下は温度特性も良くツエナーの代わりに使える、とかいう記事をトラ技かなにかで読んだことを思い出しました。
いっちょ試してみるか。 小型の赤色LEDを取り出し、ブレッドボードを用いて入力電圧20〜30Vのときに13.5V近辺になるような設定をトライしてみると、電流制限抵抗4.7kΩでLEDを8本直列にしたときに概ね目的どおりになりました。 次に、ユニバーサル基板の切れ端を使って安定化電源ボードに実装してみました。 本来の電流制限抵抗は820Ωですが、これを4.7kΩに交換しました。 仮組みして試すと、結果は予想以上に良好です。 トリマで出力電圧を20.0Vに簡単に調整できました。 気をよくしてボードを本来の位置に取り付けます。 紅色LEDが8つ輝くその様子はなんとなくハイテク風。 DC20V安定化電源回路が正常な動作を再開しました。 安定したDC20Vが供給できるようになったSB-36は、それだけでいくつかの問題点がクリアできました。 受信音の濁りは解消しましたし、周波数カウンタの不安定な動作もなくなりました。 RITのセンター周波数の再調整は必要ですが、RITがONであってもOFFのときも音質に変化はありません。 LSBポジションのときにSメータが大きく振れて感度が下がるという現象も消えました。 受信周波数も安定しており、1時間以上ダイヤルに手を触れず7MHzのSSB局を連続モニタできます。 |
A zener diode was also found to be defective.
Without a replacement component stock in lab, eight LEDs were series connected so that they would work as a voltage reference.
This gimmic worked better than expected; this tentative solution would be the permanent one.
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SB-36にはRITがあり、フロントパネルのRITボタンを押すとRITランプが点灯し、RITつまみで必要に応じて受信周波数のみ上下させることができます。
RITを有効にして受信周波数を変化させているとき、デジタル周波数ディスプレイには実際の受信周波数が表示されます。
つまり、RITつまみの操作に応じて表示も変化します。 本来はRITつまみがセンターにあるとき、RITスイッチをON/OFFしても受信周波数は変化しないはずですが、 この個体ではRIT ONのとき受信周波数が0.7kHzほど低くなってしまいます。 これでは具合が悪いので、RITのセンターを調整しましょう。 回路図を見ると、RIT調整トリマはVFOボード上にあります。 VFOのシールドケースを開け、調整用ドライバでこのトリマを回せばRITのセンター周波数が・・・変わらない!! やや、おかしいぞ。 どこか壊れているのかな。 もう一度よくよく回路図を読んでみると・・・これはRITのセンター調整じゃあないぞ!! SB-36のVFOはバンド設定にかかわらず5.0MHzから5.5MHzの周波数を発振します。 VFO発振はTR-30 2SK25 にて行われます。 周波数変化は超小型のバリコンを回すことにより行われますが、この同調回路にはD211 1S48 バリキャップが入っており、 RIT制御はこのバリキャップに印加する電圧を変化させることにより行います。 バリキャップそのものは同調回路に常時接続されています。 RITスイッチがOFFの状態ではB1系電源(DC20V安定化電源回路の出力)を分圧した電圧が印加されます。 --- DC20V安定化電源回路の出力にリップルがあるとVFO周波数が変動するのも当然ですね。 RITスイッチがONで、トランシーバが受信状態にあるとき、バリキャップにはB3系電源を分圧した電圧が印加されます。 RITコントロールはこの分圧回路に入ったポテンショメータです。 RITスイッチがONで、トランシーバが送信状態にあるときは、バリキャップにはB3系電源ではなく、B2系電源を分圧した電圧が印加されます。 この分圧を微調整するのが、私がうっかり回してしまったトリマだったのです。 つまり、うっかり送信時の周波数を狂わせてしまいました。 再調整は、トランシーバを送信状態にし、RITのON/OFFで周波数が変化しないようにトリマを合わせればいいわけです。 が、怖くていまだに送信状態にしたことがありません。 そもそも200W以上のパワーを許容できるダミーロードがラボにはありませんし。 で、結局RITのセンターずれは、単にRITつまみの取り付けが狂っていただけでした。 つまみの固定ねじを緩めてセンターを出し、締めなおして完了。 なあんだ。 ところでVFOボードはスチール製のシールド ケースに格納されていますが、 このケースは電磁的にVFO回路を保護するだけではないことに気がつきました。 VFOボードに強い光を当てると周波数がわずかに変化するのです。 おそらく透明ガラスに封入されたバリキャップが、光に反応してしまうのでしょう。 |
When RIT switch is turned ON, receprion frequency slightly changed.
Quickly referring the circuit diagram, I found a trimmer on the VFO
board which controls voltage applied to a varicap. I rotated it, found
no effect. Reading the schematic again, I realized it is not a RIT
center adjustment but the transmit frequency adjustment.
RIT center adjustment was done by loosening the RIT knob, slightly rotate and tightened again - simple. Transmit freuency trimmer should be adjusted, but I haven't tried to transmit the rig. I have no dummy load which is capable to handle power more than 200W. |
ポゴがラボに来て、つかまり立ちができるようになると、
さすがに800Vの電源装置がむき出しに置いてあるのは危険すぎるので、
SB-36はケースのネジも締めないままラックにしまいこんでしまいました。
それから4年近くたち、ポゴは許された操作 --- HP1200Aオシロスコープの電源を入れることなど ---
以外は触れない節度を有してきましたので、TS-820Sの高圧電源の修理を行えました。
続いて、ほったらかしだったSB-36に戻ります。 TS-820S をしばらく楽しんだ後にSB-36を使ってみると、あれれ、受信感度がとても悪い。 もちろん設計世代が違いますから劣っていても当然ですが、もうすこし聞こえてもよさそう。 ほったらかしにしている間に何か起こったのかな。 ろくに掃除をしないラボにカバーをかけずに放置したため、 内部は入手時よりもホコリに汚れてしまっています。 ごめんよ。 ひとつすぐ気がつくのは、LOADコントロールシャフトからファイナルセクションのバリコンを駆動するためのラバーバンドが切れてしまっていること。 しかしこれは受信感度には影響しないはず。 もう一度、回路を勉強しながら楽しむことにしましょう。 ハイパワーダミーロードがないので送信テストは行っていませんが、 しばらく様子を見たところ以下の点が気になります。 |
感度が悪い/Sメータの振れがおかしい/AGCの利きが悪い・・・はすべて関連していそうです。
フロントパネルのRFコントロールをフルの位置から下げていくと信号もバックグラウンドノイズも滑らかに小さくなっていきますので、
高周波増幅管6BZ6のコントロール グリッドのバイアス制御はうまく行っている様子。
それでは判りやすいところでAGCラインの様子を調べてみます。 AGC電圧はFEP-508 RX IF AMP & AGC AMPボードの中で、TR29によって生成されます。 TR29は回路図では2SC458ですが、実機では2SC372Yが使われています。 リングデモジュレータに入る直前の9MHz IF信号をSD-34ダイオード2本で検波し、その電圧レベルに応じてTR29 AGCトランジスタを導通させ、 コレクタ電圧を変化させます。 AGC回路は同じボード内のツェナー・ダイオードで作られる-9V電源を基準として使っており、 AGCトランジスタのコレクタ電圧は無信号時に0V、 最大信号時に-9Vまで下がる仕組みです。 フロントパネルのAGCスイッチは、OFFにしたときにAGCラインの電圧を強制的に0Vにし、 またSLOWのときにはAGCラインに1μFのキャパシタを入れることによって電圧変化を緩慢にしています。 TR29のコレクタから330kΩを通過した後のAGCライン電圧を見ながら S METER SCALEトリマを調整すると、 たしかに信号強度に応じて0Vから-9Vまで電圧が変化しているので、 AGCアンプとして動作している様子。 ただし、ときおりなにやらIFボードからのシューッ!という小さな音ともにAGC電圧が大きく負に落ちます。 およよ。 IFボード上のトランジスタのどれかが壊れかかっているようです。 |
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DESIG. | FUNCTION |
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FEP501 | Microphone Amplifier & Side Tone Oscillator |
FEP502 / FEP508 | Transmit / Receive 9MHz Amplifier |
FEP503 | Transmit / Receive RF Amplifiers |
FEP504A | HFO Oscillator |
FEP505 / FEP507 | AF Amplifier |
FEP506 | 9MHz Oscillator |
FEP509 | VFO Oscillator |
FEP510 | Digital Counter |
FEP511 | 5.6MHz Oscillaotr / Upper and Lower Limit Lights |
FEP531 | P/S High Low Voltage Rectifiers |
FEP532 | 20V Regulator |
DESIG. |
TYPE (DIAGRAM) |
TYPE (ACTUAL) |
FUNCTION | LOCATION | REPLACEMENT |
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TR22 | 2SC496 | Audio Power Amplifier, Complementary | FP-507 AF POWER AMPLIFIER | ||
TR23 | 2SA496 | Audio Power Amplifier, Complementary | FP-507 AF POWER AMPLIFIER | ||
TR24 | 2SC733 | Bias Control | FP-507 AF POWER AMPLIFIER | ||
TR25 | 2SA495 | Audio Driver Amplifier | FP-507 AF POWER AMPLIFIER | ||
TR26 | 2SC458 | RX IF Amplifier, #4 | FP-508 RX IF AMP & AGC AMP | 2SC372 | |
TR27 | 2SC458 | RX IF Amplifier, #3 | FP-508 RX IF AMP & AGC AMP | 2SC372 | |
TR28 | 2SK25 | 2SK41E | RX IF Amplifier, #2 | FP-508 RX IF AMP & AGC AMP | 2SK41E |
TR29 | 2SC458 | 2SC372 | RX AGC Amplifier | FP-508 RX IF AMP & AGC AMP | 2SC372 |