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回路図 １-２ ～ 1-６ |
初号機改１～改６ 最終型へ 最低感度測定方法をさぐる_編集中 |
写真無 |
回路図 ２ | 一般的な倍電圧検波型へ 試作 (没） |
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回路図 ３ | ブレッドボード使用した 組み立てやすさ追及版(お勧め）new |
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回路図 １ | 初号機 ２０００年製作 |
| ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 回路図 １ 初号機の回路図です。 ●音質は実用範囲，やや混信あり選択度に課題あるものの、 大型のＬＯＯＰアンテナ使用により実用的な音量・音質を実現。 ※この当時（2000年）は， スピーカートランスの一次側の直流抵抗（約７０Ω）が 共振回路の選択度を著しく低下させる負荷（Ｑダンプ抵抗） となっていることに気付きませんでした。 ※2007年になって この選択度の低さを 回路図1-2-2 ～ 1-4 で解決しています。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ |
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| 〔使用期間〕 | 21ケ月 | 2000年08月 ～ 2002年05月 |
| 〔使 用 感〕 | ||
| 音 圧 | びっくり音量 37dＢ(A)推定/周長約40mループANT | |
| 音 質 | 良好 | |
| 選択度 | やや混信あり・・・選択度良くない ・・・Ｔ２の直流抵抗（約７０Ω）が原因と後日判明。 |
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| Ｍ：メータ内部抵抗（1.5KΩ)、Ｒ１（１ｋΩ）で500mVfs Ｔ２：ＳＴ－４５（サンスイ製 ６００：８Ω、一次側直流抵抗 約70Ω）） スピーカー：ミニコンポ用 スピーカー効率（推定）＝80dＢ/w（ｍ） Ｔ１（バーアンテナ）の 一次コイルには何も接続しません。（質問への回答・・追記:2010/06/02) Ｔ２の一次インピーダンスは３K～１０ｋΩが最適と判明。 |
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※ VC2はLOOPアンテナのインダクタンスと希望周波数で直列共振させる目的で設けています。
従って，ＬＯＯＰアンテナのインダクタンスが130～300μＨぐらいだと市販のポリバリコン２００～２６０pＦ
と相性がよいと思われます。
※ 赤と灰色のワニグチクリップに８Ωのスピーカーを接続します。
※ ＬＯＯＰアンテナは 面積９０㎡の大きなものを使用しました。
受信距離や音量で大きく劣るりますが，面積１㎡のＬＯＯＰアンテナでも動作しました。
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Ｔ１ |
ﾊﾞｰｱﾝﾃﾅ(あさひ通信) 330μH±20μH |
Ｒ１ |
1．0ｋΩ |
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Ｔ２ |
ＳＴ-45（600Ω：10Ω） ｓａｎｓｕｉ |
Ｍ |
電流計 ｆｓ200μＡ、300ｍＶ |
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Ｖｃ１，２ |
ポリバリコン 200ｐFmax |
ﾐﾉﾑｼｸﾘｯﾌﾟ |
黄、緑、赤、黒 各１コ |
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Ｄ１，２ |
ｹﾞﾙﾏﾆｳﾑﾀﾞｲｵｰﾄ1N60、あるいはｼｮｯﾄｷｰﾀﾞｲｵｰﾄﾞ 1SS106等 |
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Ｃ１，２ |
磁器コンデンサ 0.001μF |
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【 使用感 】
大音量ながら、音の歪は感じられません。
Ｖｃ１の選択度は、かなり甘いですが、Ｖｃ２の選択度との連携により、実用上最低限の
選択度（①～③の分離能力）を確保できました。
（受信できる３局の周波数： ）
①ＮＨＫラジオ第1放送 891kHz JOHK 20kW
②ＮＨＫラジオ第2放送 1,089kHz JOHB 10kW
③東北ＡＭ放送ラジオ 1,260KHz JOIR 20kW
【 解 説 】
１． 非常にシンプルな回路に見えますが、スピーカーを効率よく鳴らしたり、
混信を低減するための選択度確保に苦労した結果、このような形になりました。
注意１：本機の回路は、ループ長約４０ｍの⊿(ﾃﾞﾙﾀ)ループアンテナを使用し、
大音量を出すべく、試行をくりかえして、たどり着いたものです。
この為、ループ長４０ｍのアンテナに特化している部分があると考えられます。
ＶＣ２が極めて有効に働いたり、Ｔ２の一次インピーダンスが比較的
低い値（６００～１２００Ω）でも良い結果が出たのは、使用アンテナがループ型式
（誘導性（リアクタンス成分））でかつ、低インピーダンスであることに起因します。
従って、
アンテナに１／４λより短いランダムワイヤーを使用して挑戦する場合は、
ＶＣ２の替わりに可変インダクタンスを使用するなどの対応が必要と思われます。
また、その際の接地抵抗（１０～数ＫΩ）等を勘案した場合、Ｔ２の一次インピーダンスは
数ＫΩ～数十ＫΩが適すると思います。
参考になれば幸いです。 ( H14/05/20 )
２． トランス（T2）はどういった役割をしているのでしょうか？
なぜ ６００Ω：１０Ωのインピーダンス比が最適だったのでしょうか？
（１２００Ω：８Ωのトランスを使った場合では、音が小さかった ）
↑６００Ω：10Ωでも実用になったというのが正しい表現でした（2013/6/10）
後日，３.5ＫΩ～１０ＫΩ：８Ωが音質の点で最適と判明。現在に至っています・・・。
この答は、”少し高度な評価実験”のコーナーで、解き明かす予定です。
３． 当初は、メーターを付ける発想はなかったのですが、
より良いアンテナの形をさぐる過程で、耳による信号強度比較に限界を感じたため
試しにメーターを接続したところ、針が振れるではありませんか！。
メータ指針のおかげで、アンテナワイヤやアース方式の組合わせ実験結果を、数値で比較する
ことができました。
（信号強度メータをつけてからの、アンテナ系の改良状況など）
ａ． 最初は針が微妙に振れるのをやっと確認できる程度だったのですが、
アンテナ系の改善の結果，３００mVfsメーターが振り切れたため，直列にＲ１を
挿入して５００ｍＶfsになるよう変更しました。
ｂ． アンテナ銅線（スロープ部分）と鉄塔頂部との接続部の錆びにより、
信号強度が下がってくるのも観測され，
解決策として、絶縁電線を単に鉄塔に沿わせる（静電結合）方法が有効な解決策の
ひとつと判明しました。
ｃ． このメーター表示が無ければ、これほどの音量にたどりつけなかったように
思います。
メーターはテスター等で代用することとし、テスターをつなぐ端子だけを用意し、
必要な時だけ計るのも一案かと思います。
500円前後のラジケータの使用も選択肢ですが、50mm角の安価（1,000円）な
メータ（２００μＡfs）を販売している店もありますので，活用をお勧めします。
ｄ． ＶＣ２は、アース棒から緑色側のワニ口クリップが、
はずれている事に気づかないで実験を進めていたら、微妙にしか振れないはずの
メーターが、大ききく振れていることに気づき，びっくり！。
確認したところ、アース棒とは接続されていない電線（※）が地面に横たわって、
とぐろを巻いている（地面との間に静電容量が発生して、コンデンサーを通してつながって
いる状態）ことが理由と判明。
また、とぐろの状態（形状）により、メータ指針の振れ（信号強度）が激変することも判明。
この発見から、ＶＣ２（可変コンデンサ）をアース棒との間に挿入することになりました。
（くわしくは、アンテナの形の項を参照ください。）
※接地棒と受信機間をつなぐ目的で、たまたまあった大型車両用ブースタケーブル
（バッテリ充電用の５ｍ長の太物ケーブル、結果して余長分がトグロ状態）
（回路図に現れる部品）
D1,D2はゲルマニウムという名前に、こだわる場合は1N60を使用。
感度優先なら1SS106などの検波用ショットキーダイオード等が使用できます。
ST-45の代替としてはST-32（1200Ω：8Ω）も使えます。
2008/02版の回路では、3.5K～10KΩ：8Ωを使用（音圧重視→低歪み）。
Vｃ２には、必要により※100～200ｐF程度の磁気コンデンサを並列に接続します。
R1は使用するメーターと受信アンテナ等の状態により調整が必要となります。
[ 使用したバーアンテナの資料 ]
特に、選択度の低下を招かないですむ５番端子の使用が参考になりました。
①－②間 ２９０μＨ
①－⑤間 ２４０μＨ
⑤－②間 ４μＨ（なぜか 50μではない・・）
コイル部分とフェライト棒の位置関係によってインダクタンス変化あり・・・。
←５０μＨと予想したが・・？
(測定 2010/07/11）
安価なメータ（\1,000）の紹介。
一般的には2,500円～3000円ぐらいしますが、精度および精度に影響を与える要素
（誤差規格、鉄板パネル取付用、垂直取付用、水平・垂直兼用、水平取付用 など）
について、文字盤面に記号により明記されているのが特徴。
我々の実験目的では、な安価なメータでも十分な場面が多いように思います。
←クリック（詳細仕様）
購入した１００μＡメータの内部抵抗を計ったら１７２２Ωでした。(2007/11/29)
１．０Ｖfsにするには、８．２７８ＫΩを直列に接続。
０．５Ｖfsにするには、３．２７８ＫΩを直列に接続。
参考：メーターの基礎知識 http://www.fe-technica.co.jp/html/shohin/11/11.html
ラジケータ（ラジオ・インジケータ 約500円）の紹介
http://www2.cyberoz.net/city/hirosan/kit.html
（回路図に現れない部品、材料）
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平ラグ板 |
回路部品を取り付ける板 ８Ｐ |
ﾀﾞｲﾔﾙ |
ＶＣに付属または別売り |
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線 材 |
ﾋﾞﾆｰﾙ被覆電線 黒・赤・緑色 等 |
Ｖｃ用ﾋﾞｽ |
ＶＣに付属または別売り |
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外ケース |
糸ようじのケース等 |
底板 |
かまぼこの板等 |
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ゴム足 |
四角、小ｻｲｽﾞ,極小ｻｲｽﾞ 各２コ |
糸ハンダ |
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両面ﾃｰﾌﾟ |
Vc以外は、これで固定しました！ |
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平ラグ板とは、このような物です。
この写真は５Ｐ（”ゴピー”と呼びます。５対の意味です）の例。
数点の部品で回路を組む場合に便利な、実装方法です。
（必要な工具）
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ハンダゴテ |
20～30ｗのもの |
ピンセット |
あればベター、無くとも可 |
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ニッパ |
小型のものがベター |
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ﾜｲﾔｰｽﾄﾘｯﾊﾟｰ |
カッターナイフでも代用可 |
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ラジオペンチ |
あればベター、無くとも可 |
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電子工作に必要な工具の種類と使い方 その１【ハンダ付け編】 | マルツセレクト
https://www.marutsu.co.jp/select/list/detail.php?id=193
●ハンダごて ２０～３０Ｗ ＤＩＹショップでも売ってます
セラミックヒータ型（２千円前後）が過熱しにくく扱いやすいのですが、
千円前後ぐらいの物でも十分使用できます。
●糸ハンダ ヤニ入り（筒入りが扱いやすく、しかも安価）
●ハンダゴテ台 金属製のお菓子の箱でも代用可
また濡らした専用スポンジまたは濡れ雑巾を用意
（時々、熱したコテ先を濡れた雑巾でクリーニングすると
コテ先へのハンダのりが良くなります。）
机を焦がさない様、工夫して取り組みましょう。
●ニッパ 電子工作を継続して取り組む予定のある人は、千円以上の小型の物を
薦めしたいのですが、今回程度の工作を数回行う程度なら、
１００円ショップのものでも良いでしょう。
決して太い針金を切らないように！！
部品のリード線や細線の切断専用です。
太い針金やスズメッキ線を切ると刃先がボロボロになります！！。
○ラジオペンチ １００円ショップのものでも可
○ワイヤーストリッパー あると非常に便利ですが、今回程度の工作を数台行う
程度なら、カターナイフで代用できます。
もし買うなら２千円前後ものをお薦めします。
●ピンセット １００円ショップのものでＯＫ
○テスター できたら欲しい
アナログ式、デジタル式どちらも一長一短あり、
この比較研究も奥深いものがあるように思います。
ＤＩＹショップでも1500円～5000円ぐらいで売ってます。
電子工作を継続して取り組むなら、
”サンワ”とか”日置計器”の2千～４千円強の
アナログ式のものを1台、入門用としてお勧めします。
結構まともな説明書が付属していたように記憶しています。
もちろんデジタル式のテスターを入門用の１代目として
購入するのもアリです・・・。
○キリ 木工用（なくとも可）
保管時は危険防止に刃先を35mmフィルムケースで保護すると良い。
●プラスドライバー バリコンを止めるネジ（小）用 １００円ショップのものでＯＫ
●工具入れ お菓子の箱でも代用可
●作業マット 新聞紙でも代用可ですが、熱に弱いので気をつけましょう。
ハンダゴテの熱やカッタナイフで机にキズをつけないため
●カッターナイフ どこの家にもあるもので可
ゼロからそろえると、数千～１万円ぐらいになります。
プロではないので、この辺の道具にお金をかけないという工夫や信念があっても良い
と思います。
真空管全盛の時代には、
このほかに、ハンドドリルやシャーシパンチ、ハンドニブラ等のシャーシ加工の工具
が必須であり，無銭家の私には敷居が高かった記憶があります。
トランジスタ・ダイオードといった半導体による小工作は、この点が非常に楽です。
【最初からバーアンテナの使用を決めていたの？,】
固定インダクタによる予備実験（キットを使用）を行った際、
次のような欠点があり、採用を断念しました。
コイルの途中のタップ出しができない。選択度が得にくい。
（ただし、超小型という点ではピカイチです。）
スパイダーコイルによる予備実験（キットを使用）は、タップ出しが容易で、
感度、選択度とも得やすい。 スパイダーコイルのみでもアンテナとして機能するなどの利点
がありましたが，希望するケースサイズには収まらないため断念しました。
これらの予備実験の結果、小型のバーアンテナ型の使用に落ち着きました。
バーアンテナは、今回使用した小型のものから、昔のオーディオセットのチューナの
背面についていた大型（十数センチあったかな）の物まであり，これらの比較も面白い
かもしれません。（Ｈ１６．７．１１）
気がついたこと、
コイル（回路図中 Ｔ１）単体のＱを高くすることは，
ハイパワーゲルマラジオ（＝スピーカー駆動ゲルマラジオ）構築の必須要素ではない・・・・・。
不要になったＡＣアダプタ(DC9V出力）から取り出した電源トランスを流用してみたところ、
ＳＴ－４５と比較して遜色がない音質と音量が得られました。
低域が良くでており、ST-45より低域から高域までの周波数特性はよさそうな感じがします。
そのうち、周波数特性を測定してみたいと思います。（Ｈ１３．５．１０）
【全く初めて、ゲルマニウムラジオの製作実験をする場合は？,】
キットによる製作をお勧めします。（なにしろ、必要な部品が一度に入手でき、かつ安価
（少なくとも２０１１年ごろまでは安価でした）。
特に、スパイダーコイルを用いたものは、強電界地域では外部アンテナなしでも受信できる
感度があります。
コイルを巻く苦労（たいした苦労ではない）がありますが、達成感はピカイチ。
例１： http://www.kagakukyozaisha.co.jp/dbase/sp-g.html
例２： http://www.marutsu.co.jp/user/shohin.php?p=10194
キットを改造したり、キットにより動作原理や電子工作の基本を学び、バラ部品から
自分なりの工作ができるように進んで行くのがよいかと思います。
プロの世界でも、導入実績のない電子部品（ＩＣ素子など）を使用した回路設計を行う前に、
評価キットを用いた機能・特性確認結果を，試作品や準量産版の設計に生かしたりします。
キット製作をばかにできない点が多数あります。
キットの設計や、組立工程には、いろいろなノウハウが隠れているものです。