ＰＳＮ　ＳＳＢゼネレータ

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ver.1.0　'10/05/03
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ver.1.1　'10/05/09
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ver.1.2　'10/05/11
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ver.1.3　'10/06/16
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ver.1.4　'10/08/17
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　All rights reserved JA3OOK 中村 利和

　近頃、巷で流行っているものにフェージングタイプのＳＳＢがある。昔からの主流であるフィル
タタイプに比べて低音が豊かで音色も良いとのことで話題になっている。
フェージングタイプＳＳＢの自作機で開局した当局にとっても身近な話題である。当時のリグを大
事に保存してきており、今年もお屠蘇を飲みながら、今年こそはこれを取り出していじくってみよ
うと考えていた。
　その直後の新年会の折、親しいＯＭがオールパス・フィルタ型のゼネレータを入手したとの耳寄
りな話。当然のこと興味を持ち、調査研究をしたいので借用を申し入れたところ快諾して頂いた。
これがそのゼネレータの写真である。

　オールパス・フィルタ型とはＯＰアンプによるオールパス・フィルタの位相回転機能（文献２）
を利用して音声信号の位相差９０度を正確に実現した最新のＰＳＮ型ＳＳＢゼネレータである。　
借りたゼネレータを詳しく調べたところいくつか不具合箇所があったが、好調に動作する状態にま
で対処できた。
　しかし、これの設計製作者が不明であり、断りもなく回路の詳細などを公表して良いものかどう
か迷っている。設計製作者本人または心当たりがある方は当局への連絡をしていただくと相談でき
るのでありがたい。
　このような事情があり、オールパス・フィルタ型の原稿は後回しにし、昔、ＳＳＢが始まった頃
に作ったＰＳＮタイプゼネレータの改造から記載する。

１．ＰＳＮタイプのゼネレータ
１．１　４２年ぶりの動作状況
　　ハムでＳＳＢが始まった１９６５頃のこと、私もＳＳＢでの開局を目指してＳＳＢ・ハンドブ
　ック（文献１）を購入し
　
　　何回も読みながらＰＳＮ型の送信機の製作に取り組んだ。出来上がったのがこれである。
　
　　左側がヘテロダイン／パワーアンプ部、右側がゼネレータ部。メータが買えずテスタで電流測
　定。

　　全体の回路構成はこう。
　
　　全回路図は次の通り。
　
　　ゼネレータ部の裏面写真。
　
　　左側の下がＬＣキャリア発振部分。右側の上がＡＦ増幅で、その下寄りのオクタルソケットが
　ＡＦ−ＰＳＮ。中央下がバラモジで中央上側が増幅。左上はＶＯＸ回路。
　　ＡＦ−ＰＳＮはＢ＆Ｗ型で、ユニーク無線のＰＳＮ−１ＤＸを１９６６年１２月に１，６００円
　＋送料５０円で購入した。
　
　

　　このＴＸを使って開局した当時のシャックの写真である。
　
　左からへテロダイン／パワーアンプ部、立ててあるのがゼネレータ部。右側上下部が７ＭＨｚ専
　用ダブルコンバージョン受信機（国際メカフィル MF-455-10CK 内臓）。
　　トランシーブ操作もでき、ショートＱＳＯならＱＲＨも問題なく国内の局を必死でコールし、
　ＶＯＸで親しい仲間とは夜な夜なラグチューを楽しんだ。
　　当時のログを調べて見ると、このシャックで１５５局とＱＳＯし、ＡＪＤができている。
　ＵＡ０も聞こえていたが呼べなかった。わずかな英単語を口から出す自信がなく、飛ぶのかどう
　かも心配で呼べなかったのだ。　(^_^;)
　しかし、障子の桟に貼ったＤＸＣＣマップが大きな夢を膨らませていたことを記録している。

　　当時のアンテナは大きな民家を借りた会社の寮の屋根に２本のコンジットパイプをつないで上
　げた７メガ帯インバーティッドＶであって、大きな屋根だったので真っ直ぐに張れたのが幸運で
　あった。
　　給電はＴＶ受信用として入手が容易な３Ｃ−２Ｖ。調整はネオン管をエレメント端に近づけ、
　一番明るく光るようにエレメントをカットアンドトライした。ＳＷＲ計は高嶺の花。

　　このゼネレータ部を保存しており、今年久しぶりに通電してみた。オシロスコープで波形を見
　るとキャリアサプレッションは素晴らしいが、ＳＳＢではなくＤＳＢである。
　音声信号の９０度位相差は意外にまともであるが、ＲＦの位相差が９０度とは程遠い。
　開局当時も悪かったのか、それとも４４年ほどの保存中に劣化したのか分からないが製作当時オ
　シロも無く、最初から悪かったと思われ、今になって赤面している。
　とにかくこのゼネレータの再生と改善に取り組むこととした。

１．２　親機の選定
　　ヘテロダイン／パワーアンプ部分は保存されていなく、自作するか何かメーカ機を活用するか
　悩んだが、巻頭に触れたオールパス・フィルタ型ゼネレータの出力周波数がＫＥＮＷＯＯＤの周
　波数構成に対応していることもあり、ちょうど手持ちのＴＳ−８３０を親機（ハムバンドへの周
　波数変換とパワーアンプ）にすることとした。
　　親機とのインターフェース条件は、
　　　・8.8315MHzのLSB
　　　・TS-830の「IF UNITの�ETIFピン」または「RF UNITの�FTIFピン」へ上記信号を入れること
　　　　により、任意のハムバンドでUSBを発射可能
　　　　手持ちの KENWOOD TS-830_Service_manual.pdf では67ページの回路図。
　であり、この条件はオールパス・フィルタ型ゼネレータとの接続で実証済みである。

　次の写真は上カバーを開けて「IF UNITの�ETIFピン」へのケーブル取り付け状況を撮影。
　外部からの同軸ケーブルとT-IFとR-IFをそれぞれ10数PFのコンデンサーを介している。ＳＷは、
　普段は｢中立｣、送信実験時は｢TIF｣、｢RIF｣は将来の実験ため。　
　
　IF UNITの�ETIFピン」の回路図がこれ。赤文字で｢TX IF｣と記入しておいた。
　｢IF OUT1｣と｢IF OUT2｣は本体後面のIF OUT１と２のRCAジャックにつながっている。
　

１．３　改造内容
（１）ＲＦ位相差回路
　　　　キャリア周波数は5MHzであり、９０度位相差はＬとＣを利用した移相回路である。コイル
　　　のインダクタンスを色々変えてオシロで観測したが位相差だけでなく波形も満足できない。
　　　（正弦波にならない）周波数が高すぎるせいではないかと考察するとともに、キャリア発振
　　　がＬＣ発振であり周波数安定度の面でも不満である。
　　　オークションで探したところ1MHzと9.83MHzの水晶を入手することができキャリア発振を1MHz
　　　とした。
　　　　キャリア発振が5MHzから1MHzに下がるので大きなＬが必要になりＬを巻き足さなければな
　　　が面倒であり、思案の結果、文献１ＳＳＢハンドブックのＪＡ２ＯＶの記事を参考にＲとＣ
　　　による移相回路に変更した。
　　　ＲとＣの値は文献にあるように R=1/(2ωC) の関係であり、R=318Ω C=500P とした。
　　　　回路をくみ上げて測定した結果、波形も良く９０度位相差も良好であった。
　　　しかし、出力電圧が不足しており、発振をＴＲで行い真空管でバッファを兼ねて増幅した。
　　　　水晶と直列に入れたＬは発振周波数を少しでも低くしたいためである。Ｃだけ入れるより
　　　安定して低くできた。
　　　つまり、1MHz発振回路と9.83MHz発振回路のそれぞれのトリマを調整し8.8315MHzを得てい
　　　る。
　　　　無調整回路で発振させているがコイルの製作が面倒だったからであり、使用したＴＲは在
　　　庫品を活用しただけ（どのＴＲも在庫品の活用）。
　　　　水晶と直列のＣは直流をカットするためであり、Ｃをいれないと水晶が劣化しやすいよう
　　　に思う。9.83MHz発振回路も同様である。
　　　（発振出力レベルが徐々に低下し、発振したりしなかったし、最後には永久に発振停止する。
　　　　水晶を交換しても発生するので根本的対策としてＣをいれた）
（２）9.83MHz発振と混合回路
　　　　元のゼネレータは５MHz出力であるが、今回は8.83MHz（厳密には8.8315MHz）出力であるの
　　　で、9.83MHzの発振回路と混合回路が必要である。
　　　真空管の追加は実装上不可能なので発振も混合も半導体で組んで追加した。
　　　発振回路をピアースＢＣにしたのは発振し易いように経験で思うから。
（３）不要成分の除去とレベル配分
　　　　ここまで組み込んで測定すると、出力に9.83MHzが大きく漏れていることが判明。
　　　原因は、
　　　　　�@混合回路に入ってくる信号レベルが低すぎる
　　　　　�A混合後のＬＣ同調回路（フィルター）が少なく抑圧しきれない
　　　と考察。
　　　　そこで、
　　　　　�@の対策：平衡変調直後にＴＲアンプ1を追加
　　　　　　周波数が1MHzなのでコレクタ負荷をＬＣ同調負荷にしなくても、Ｒ負荷で十分である
　　　　　　と判断。
　　　　　�Aの対策：ＬＣ同調負荷のＴＲアンプ2を追加
　　　　　　なお9.83MHzのＬＣトラップも入れてみたが希望信号8.83MHzもかなり抑圧されてしま
　　　　　　うことが分かり断念し、ＬＣトラップをＬＣ同調フィルタに変更。
（４）自己発振トラブル
　　　　ここまでの対策でのRF信号系の回路構成は次の通り。
　　　　　改造前
　　　　　　DBM→LC→→→→→→→→→→→→→→→→→→ LC→TUBEamp→LC→Output
　　　　　現時点
　　　　　　DBM→LC→TRamp1→TRmix→LC→LC→TRamp2→LC→LC→TUBEamp→LC→Output
　　　　この構成で組んでみると自己発振してしまう。
　　　TRamp1やTRamp2のＴＲ自体のゲインを下げたり、各ＬＣの共振周波数を変えてゲインを下げ
　　　ると発振は止まるが、最終出力が低すぎてＴＳ−８３０をドライブできない。
　　　　TRmix回路とTRamp2回路の基盤を分割し、基盤の配置位置を色々変えても止まらない。
　　　両基盤の間やDBNとの間をアルミ板でシールドしてもだめ。
　　　　改造前はDBMからOutoutまで直線配置であったが、今回の改造で必要になった基盤３個（TR
　　　amp1回路基盤、TRmix回路基盤、TRamp2回路基盤）を直線に配置できなくなったのが自己発振
　　　の原因のように思う。
　　　　結局、TRamp2基盤を距離も離してTUBEamp回路の後ろに配置することにより解決できた。
　　　　　最終形
　　　　　　DBM→LC→TRamp1→TRmix→LC→LC→LC→TUBEamp→LC→TRamp2→LC→Output

　　　この自己発振には難渋し、解決までに長い日数がかかった。

（５）ＡＦ系統の問題
　　　　調査すると
　　　　　�@500KHz以下の低域のレベルがだらだらと下がりすぎ
　　　　　�AＡＦ−ＰＳＮから出力が弱すぎ
　　　　　�B3KHz以上の高域カットが全く効いていない
　　　　　　（一見すると有効なＬが入っているが効果がない）
　　　と言った問題点が判明。
　　　　対策として、
　　　　　�@の対策：原因はトランスST-26の周波数特性の悪さで、手持ちの別トランスに交換
　　　　　　　　　　念のためV7 12AT7のカソードフォロアのＣの容量も増加
　　　　　　なお、元の回路ではトランスに直流高電圧がかかっており漏電が心配で、直流高電圧
　　　　　　がかからない回路に変更。
　　　　　�Aの対策：トランスの２次側インピーダンスを1KHzの信号で測定し、ＡＦ−ＰＳＮに入
　　　　　　る箇所のＲ（100Ωと350Ω）の値をインピーダンス整合する値に変更
　　　　　　さらに抵抗比の1:3.5の調整を容易にするためＶＲを増設。
　　　　　�Bの対策：�Aのトランスの１次側にＣを抱かせて改善
　　　　　�C他に、
　　　　　　・12AT7を12AU7に変更
　　　　　　　理由は12AU7の方が直線性が良いため。これは好みの範囲。
　　　　　　・LSB/USB切替の省略
　　　　　　　周波数関係からLSB専用になったため。
　　　　　　　
（６）信号レベルの再検討（Ver.1.2）
　　　　出来上がったが、
　　　　　・出力レベルが強すぎて親機をドライブしすぎなので、
　　　　　　　最終段ＴＲアンプのエミッタ・バイパスコンデンサを撤去
　　　　　・ＡＦのゲインがありすぎてノイズを拾うので、
　　　　　　　ＡＦアンプ初段のカソード・バイパスコンデンサを撤去
　　　しゲインを下げた。
　　　　それに伴って出力レベルが適正値である800mVp-pで、各段の信号レベルを実測しなおした。

１．４　この時点の回路と写真（２０１０年５月１１日時点）
　　　元のリグはオール真空管。今回の改造では実装スペースの制約から追加回路は半導体で組ん
　　であり、真空管と半導体のハイブリッド構成である。
　　　＜注意：翌月さらに改造しているので最終形ではない＞　　　
　
　
　
　 
　　増設したUNITはフレキシブル基盤に組んであり、中央の基盤がMIXER UNIT。AMP UNIT1はMIXER
　UNITに隠れて見えない。左側の中央寄り基盤が9.83MHz OSC UNIT。左側上隅の基盤がAMP UNIT2。
　1MHz OSC回路は左側下寄りでV1のソケットピンを利用して組んである。
　　
１．５　改造後の測定結果
（１）ＡＦ位相（1,000Hz）
　
（２）シングルトーン（1,000Hz）
　
（３）ツートーン特性
　 
（４）ＤＳＢ（1,000Hz）
　 


１．６　AFトランス再交換、電源組み込み（Ver.1.3）
（１）オーディオトランス（T2）の再交換
　　　　低域（500Hzくらい以下）が低下する特性が気になり、中型のトランス（メーカ不明）に交
　　　換し改善。同時に高域カットフィルタ回路も見直し。

（２）電源の組み込み
　　　　電源は外部ユニットから供給を受けていたのを、設置場所の変更などに不便なので小型の
　　　電源トランスを購入し、同一シャーシに組み込んだ。
　　　トランスはＳＲ・磁気シールド付であるノグチ PMC-35E を選定。
　　　　1MHz OSC回路はV1のソケットピンを利用して組んでいたが、電源トランスを格納するスペ
　　　ースを確保するために、フレキシブル基盤に変更。
　　　　Ｂ電源系の合計消費電流がトランスの電流容量をオーバするので、各真空管の消費電流を
　　　低減。
　　　　　・V4 6U8の三極管部とV8 6CB6のカソード抵抗値を大きくしバイアスを深くして電流減少。
　　　　　・V2 6BA6のカソード抵抗値を大きくすると増幅率が大幅低下。原因は6BA6はリモートカ
　　　　　　ットオフ特性を持っているため。6AK5に変更し解決。
　　　　電源電圧も変わったのでトランスのコアなど再調整を行った。

（３）改造後の回路と写真（２０１０年６月１６日時点）
　　　＜注意：翌々月さらに改造しているので最終形ではない＞　　　
　
　
　
　　積み込んだ電源トランスは最大DC電流30mAのかわいいサイズ。磁気シールド付を選び誘導ハム
　を予防した。
　 
　　左側下が1MHzキャリアOSC UNITとバッファアンプV2、その上が9.83MHz OSC UNIT。右側の上が
　ＡＦ増幅V4で、その下がＡＦトランス、オクタルソケットがＡＦ−ＰＳＮ。その下がバッファV7。
　中央下がバラモジで、中央の基盤がMIXER UNIT。AMP UNIT1はMIXER UNITに隠されて見えない。
　中央上側がアンプV8、左上隅の基盤がAMP UNIT2。

１．７　LSBからUSBへの変更（Ver.1.4）
（１）3.5MHzと7MHzバンドでＬＳＢが出せるように親機とのインターフェース条件を
　　　　・8.8315MHzのLSB　→　8.8285MHzのUSB
　　変更した。
（２）そのために
　　　　・1MHz発振回路（1MHz OSC UNIT）のＬを取り去り、発振周波数を本来の1MHzとする
　　　　・9.83NHz発振回路（9.83MHz OSC UNIT）にＬを追加し、発振周波数を本来より低くする
　　　　・ＡＦ−ＰＳＮ回路の結線を逆にする
　　改造を行った。
　　この結果9.83NHz発振回路の出力レベルが低下し、その後ろの信号レベルが下がったが致し方ない。
　　ついでに、最終アンプ回路（AMP UNIT2）のバイアスが浅すぎるので深くした。
（３）改造後の回路と写真（２０１０年８月１７日時点）
　
　
　
なお、回路図は水魚堂提供の「回路図エディタ」で作図した。感謝します。

参考文献
１　ＳＳＢ・ハンドブック　昭和４１年１月２５日　第５版発行　ＣＱ出版株式会社　
２　ＯＰアンプ回路の設計　２００８年８月１日　第２４版発行　ＣＱ出版株式会社
３　水魚堂