高一ラジオでFET比較 その２

ありがたいことに おじさんのブログも、ちょこちょこアクセスしていただいている。

毎回、雑な内容で なんとなく申し訳なく思っているが、大まかに生まれてきたので、何でも大まかになってしまう。ご容赦願いたい。

で、アクセス解析のページを見ると、だいたいATS-25か、FET比較か、BF256Bのラジオの３つが上位になっている。

ATS-25はともかく、皆さん、FETに興味が有るように思う。↓

『高一ラジオで、FETを比較してみた』

『JFET（BF256B）で高一ラジオを試す』

この２つの記事では、2SK241GRとBF256Bは、まともに動作しない残念な結果となっている。

しかし、今回電源電圧を上げて試したところ、そこそこに動いたので紹介したい。

ちなみにFETで増幅回路を組む場合の基本はこちらに有るようにゲート-ソース間電圧（VGS）を0Vから電流が流れなくなるピンチオフ電圧の中間あたり、IDSがIDSSの半分になるあたりにゲートをバイアスして使う。IDSSが大きいFETの場合、この使い方をすると電流は結構流れるので、乾電池でラジオを組むのには向いていない。

なので、今回はゲート電圧をピンチオフ電圧付近まで下げてドレイン電流を減らして、インダクタ負荷で使う構成で試してみる。

回路図はこんな感じ

ブレッドボードでこんな感じ（9Vの006P電池を使用）

早速、窓際に持って行って動かしてみる。

おお、今回はちゃんと聞こえるではないか！　ベランダに出ると、近くの局はうるさいくらいに鳴る。　ああ、やっぱり電圧が足らなかったのね。

選択度も高く、混信しないので良い感じ。

せっかくなので、他のFETも試してみる。

なお、2SK241Yと2SK439Eは、この記事を書いている時点で２つとも入手困難となっている。

（amazonとかali-expressで検索すれば、まだ入手は可能ではある）

比較的良かった2SK212Dも秋月電子で在庫限りとなっているので、お急ぎを！

（ドレイン電流は抵抗電圧からの逆算値）

◎：とても良く聞こえる　〇：やや音が小さい

△：音が小さい　×：聞こえない

やはり2SK241Yと2SK439Fはとても良い結果となったが、BF256Bや2SK241GRでも普通に聞こえる。

ソース抵抗を変えるとどうなるか試してみる。

●ソース抵抗：　10K⇒20K

（ドレイン電流は抵抗電圧からの逆算値）

◎：とても良く聞こえる　〇：やや音が小さい

△：音が小さい　×：聞こえない

傾向は変わらず。若干音が小さくなったような気もする。

●ソース抵抗：10K⇒4.7K

（ドレイン電流は抵抗電圧からの逆算値）

◎：とても良く聞こえる　〇：やや音が小さい

△：音が小さい　×：聞こえない

傾向は変わらず。2SK212Dは抵抗値を低めにした方が良さそう。

試しに、電圧を5Vまで下げてみる。

Li-ion電池から昇圧して5Vを作る。昇圧レギュレーターは秋月のXC9306モジュール

ブレッドボードでこんな感じ

出来たのでまた窓辺に持って行って聞いてみる

（ドレイン電流は抵抗電圧からの逆算値）

◎：とても良く聞こえる　〇：やや音が小さい

△：音が小さい　×：聞こえない

BF256Bと2SK241GRは、5Vでは音が小さくなってしまう。やはり電圧は高くないといけないようだ。

あと、試しにトランスを付けてオーディオ用イヤホンを鳴らしてみる

トランスは秋月で売っているAT403-1（1.2K：８Ω）

ブレッドボードでこんな感じ

窓辺に行って聞いてみる。

むむむむ、音が小さい。やはりFET 1個では無理か？ アンプが必要。

まぁ、今回もとりとめも無くいろいろ試してみたが、BF256Bでちゃんと音が出たので良かった。今まで、なんとなく気になっていたのだが、やっと喉の奥のつっかえ物が取れたようで、気分スッキリなのである。

「おいらにも喉のあたりに何かあるにゃ」

「えいえい」

「取れたニャ」

はいはい、良かったね

再生付き１石レフレックスラジオ その２

おじさんは、今は愛媛県松山市に住んでいる。

ここには、松山市立図書館と、愛媛県立図書館がある。しかし、どちらも驚くほどしょぼいのである。狭い、古い、蔵書が少ないの３拍子が見事に揃うのである。

愛媛県はまじめえひめなんぢゃろう？　文化事業にも力を入れてほしいもんである。

で、こないだネットで調べてみると、国立国会図書館に登録すると、デジタルアーカイブされた本がネットでそのまま閲覧できるサービスがあることを知った。

早速ネット経由で申し込むと３日ほどで本登録が完了し、アクセスできるようになった。

残念ながら、デジタル化されていても著作権等の制限でリモートで閲覧できる本は限られる。

雑誌「ラジオの製作」等もデジタルアーカイブされているが、図書館内のPCでしか閲覧できない。　残念ぢぁ。

どうしても見たい場合は印刷サービスがあるがA4 1枚27.5円、送料、振込手数料が別途かかるので、中身も確認できないのに何十枚もコピーを依頼するのはちょっと・・・。

それでも、数十冊の昔のラジオ製作の本が読める。

以下は初歩のラジオ技術（1977.9）の例

いろいろ見ていたら再生付きレフレックスラジオの製作例がいくつか見つかる

古くは1960年（おじさんでさえ、まだ生まれていない）には再生付レフレックスが載っていた

他にもコレクタから線をアンテナに巻き付けて簡易的に再生をかけたもの↓

（著者はなんと、オーディオ界では超有名だった長岡鉄男氏）

他にも再生付き3石レフレックスラジオの製作例が有って、トリマーコンデンサで、再生量は調整するようになっていた。（調整後は固定）

バーアンテナに再生用の中間タップが有って、それを使って再生をかけるようになっていた。

いろいろ見ていたので、どの本に載っていたか分からなくなってしまった。
 

こちら↓の「PB-450の説明書の1石ラジオ」でも同じような回路が紹介されている。

子供の科学のラジオ　その他の1〜3石ラジオ

この記事によれば、再生式レフレックスラジオは感度も分離もとても良いらしい。

そういえば、おじさんも前に再生付き1石レフレックスラジオを試した↓

『再生付き１石レフレックスラジオ』

でも、前に試したときは、かなり雑な実験だったので、今回は もう少し真面目に再生付きレフレックスラジオを作ってみる。

前回作ったPNP 1石のレフレックスラジオは感度は良いが、分離が悪く、近くの２局が激しく混信してしまう。再生をかければ改善するのだろう。

試してみる。

バーアンテナに再生用中間タップは無いので、今回は別にリッツ線で10Tほど巻いて取り付ける。

バーアンテナにセット

回路図

再生量を決めるCはトリマコンデンサが無いので、手持ちのコンデンサを交換しながら試して決めていく。

いろいろ付け替えて、発振しない容量で3ｐFとした。

結果はどうかと言うと、確かに感度と選択度の向上は見られたものの、混信は解消されず実用レベルにはならない。

ちなみに、長岡鉄男氏方式で、コレクタから直接アンテナに帰還させても、ほぼ同じ効果が有った。これは新たな発見かも。

ああ、今回も上手くいかなかった。

しかし、他の人が作ると良い結果になったりするのは、何故だろう？

おじさんが、雑に作るからなのか？それとも何か見落としている？

子供の頃に、何か作っても、なかなか上手くいかなかったことを思い出してしまう。

歳をとっても成長しないとは我ながら情けない。

「おいらは、すごく成長したニャ」

あんたは、太りすぎ

PNP Tr１石でラジオ

前回、懐かしさのあまり１石ダイオード検波、低周波増幅１段のラジオを試してみた。

思いの外、良く聞こえたので楽しかった。

今ではPNPトランジスタを使う機会が少ないが、昔はNPNではなくてPNPトランジスタで良くラジオ製作記事が載っていた。理由は良く分からないが、昔はPNPのほうが入手性は良かったのかもしれない。

ということで、今回はPNPトランジスタ１石で作るラジオを試していく。

乾電池１本で動くように作っていきたい。

PNPで回路を組むには、NPNの回路をPNPに置き換えて電源と極性部品を反転させれば良い。

と、いうことで、いろいろ試してみる。

①１石トラ倹ラジオ

シャンテック電子のトラ倹ラジオの回路をPNPに置き換えてみる。

トランジスタで検波するには、ベースのバイアスを出来るだけ絞ることが肝であるらしい。

シャンテック電子の回路は自己バイアス回路で、ベース抵抗は1Mと非常に大きくバイアスは かなり絞られている。

消費電流も約0.04ｍA程度のはずなので、電源SW無しでも、かなり電池は持ちそう。

ブレッドボードでこんな感じ

早速窓辺に持って行って聞いてみる。（マンションなので、部屋の中では電波が弱い）

感度は意外と良い。近くの2局は窓辺で十分に聞こえ、遠くの1局も音は小さいが聞こえる。

ベランダに出ると、近くの２局はそれなりの音量で鳴ってくれる。

しかも選択度が良く、混信しない。なかなか良いのではないか？

ただ、音はやや割れたような感じで、音質は良くない。

②抵抗負荷の１石高一ラジオ

高周波増幅の場合、トラ倹よりバイアスを強めにしてみる。

同様に自己バイアスとし、検波用ダイオードには順方向バイアスをかけて検波効率を高めてみた。

ブレッドボードでこんな感じ

窓辺に持って行って聞いてみる

まぁまぁ聞こえるが、前のトラ検ラジオよりは音が小さい。抵抗値とか見直せば、もうちょっと良くなるかも。ただ分離はあまりよろしくなくて、遠くの局は、近くの局に飲み込まれて聞こえなくなってしまう。

いまいちなのである。

③インダクタ負荷の１石高一ラジオ

インダクタ負荷の場合、低周波があまり出力されず、トラ倹ラジオは構成しにくい。

また、コレクタ電流を増やすと選択度が落ちる傾向にあるようなので、かなり絞って構成してみた。

ブレッドボードでこんな感じ

窓辺に持って行って聞いてみる

まぁまぁ聞こえるが、前のトラ検ラジオよりは音が小さい。

分離はよろしくなくて、遠くの局は、近くの局に飲み込まれて聞こえなくなってしまう。

いまひとつなのである。

ここまでの結果、トラ倹ラジオが最も選択度が良く実用的。

④エミッタフォロアでインピーダンス変換だけのラジオ

試したラジオは、混信が発生するのでエミッタフォロアを構成して、ハイ・インピーダンスで受けて、ローインピーダンスで出力。電圧ゲインは無しで、どうなるか？

サクッと作って窓際に持っていく。

バーアンテナだけでも、かすかに鳴っている。感度の悪いゲルマラジオを聞いているようだ。

電圧ゲインが無いのだから当然と言えば当然。

でも、バーアンテナだけでも鳴るのだから、もう１段アンプを付ければ使えるラジオになりそうだ。今度試してみる。

⑤１石レフレックスラジオ（Reflex radio）

定番のレフレックスラジオなのである。

レフレックスと聞いて、大昔に流行ったこれ↓が頭の中をぐるぐる回ってしまうのは、おじさんだけだろうか？　（古くて知らないか・・・）

で、回路図はこちら。

NPNで作ったのをPNPに置き換えただけ。

ブレッドボードでこんな感じ

窓辺に持って行って聞いてみる

それなりの音量で聞こえ、ベランダに出るとうるさいくらいに鳴る。

ただ非常に分離が悪い。近くの2局がごちゃ混ぜになって聞こえる。ラジオとしての実用性は低い。前に作った時もそうだったのを想い出す。

なお、ダイオードをバイアスしている1ＭΩ抵抗を外すと、音量がぐっと下がるので、ショットキーなどを使う場合は、入れておいた方が良いだろう。

今回、PNPトランジスタ1石でラジオを幾つか試してみた。

単純な回路だが、いろいろ試してみると新たに気づくことも有るし、なんだか楽しい。

また、ストレートラジオで遊んでみる。

「おいらたちと遊んだほうが楽しいんじゃないかニャ」

はいはい、あとで遊んであげるからね～

かまぼこ板ラジオ風に作る

ちなみに、おじさんがラジオを作ると、いつも板切れに透明パネル板を取り付けるだけになっている。

　

　

　

　

ちゃんと、箱に入れて作れば良いのだが、なんというか、昔かまぼこ板か何かの上に組んだだけの簡易ラジオに対するノスタルジーみたいなものも有るかもしれない。

（本当はめんどくさいだけ）

で、かまぼこ板ラジオで検索すると、有った↓（ぜひ見てほしい）

https://cyberworks.cocolog-nifty.com/blog/files/izumihirosh.pdf

ああ、なんとも懐かしい。

「昔は［初歩のラジオ］とか［ラジオの製作］とかの雑誌に、こんな製作記事がいっぱい有ったもんぢゃ。ごほっごほっ」

「おとっつぁん、それは言わない約束でしょ」

と、脳内で誰かと誰かがつぶやく。（古すぎて誰にもわかってもらえないパターン）

というこで、昔を思い出しつつ、性懲りもなく「かまぼこ板ラジオ」風に作ってみる。

サイトにあったオリジナルの回路をトレースするとこんな感じ↓

（そういえば今までラジオ製作でPNPトランジスタを使ったことが無かった気がする。）

ダイオード検波で低周波増幅回路が付いたもの。

ダイオードには順方向バイアスがかかるので、おそらく1石トラ倹ラジオと同じような感度だろう。

SD46はゲルマニウムダイオード。　入手できないので、1N60で代用。

2SB171は、金属缶タイプのゲルマニウムトランジスタ。

調べてみると

hfeが30～75と低い。

Vbeは0.27ｍＶ　＠Ib＝250uA　　ゲルマニウムTrのせいかこちらも低い。

もちろん、今は入手できないので、手持ちの中で古そうな2SA733Pを使う。

hfeは200～400

あと、クリスタルイヤホンが無いので、セラミックイヤホンにする。

こちらのページ↓を見ると・・

セラミック・イヤホンの実測データ

1KHzで比較すると、インピーダンスはクリスタルイヤホンが200Kに対しセラミックイヤホンは8.2Kしかない。クリスタルイヤホンに対して、かなり低いので、ST-30で整合する場合には結線を変えたほうが良いかも。

で、回路図を修正して以下とした。

セラミックイヤホンはST-30のセンタータップに繋ぐようにした。

全体のインピーダンスが50Kに対し、センタータップでのインピーダンスは約12.5Kなので、インピーダンス整合的には良いような気がする。

と、いうことで、早速組み立ててみる。

今回は、先に形から作っていく。

パネル板はいつもの100円ショップで売っていた仕切り板。

フリーの２D CADでざっくり描いて原寸大に印刷してパネルに貼る。

これを目安にドリルとリーマで穴を開けていく。

後でいろいろ付けられるようにバリコン２つとVRも付けられるようにした。

板はいつものダイソーの100円の板を切って使う

（かまぼこ板では小さすぎるので・・）

部品を取り付けて、ブレッドボードで配線して完成

早速、窓際に移動して聞いてみる。バーアンテナだけだと小さな音しか出ない。

ベランダに出ると、バーアンテナだけで少し大きめの音で比較的電波強度の強い２局が受信できた。

ゲルマニウムダイオードからショットキーのBAT43に変更すると、音声がより鮮明に聞こえるようになる。この回路だとショットキーの方が良さそうである。

ああ、そういえば昔もこんな程度の感度だったよな～。　でも当時は楽しかった。

子供の頃に枕元に置いてクリスタルイヤホンで聞いていたのを想い出す。

一応、トランスの結線をオリジナルと同じにしたらどうなるかを試してみる。

結線し直して、ベランダに出て聞いてみる。すると、だいぶ大きな音で鳴るようになった。

近くの局はうるさいくらいに鳴る。オリジナルのままで良かったのだ！　

物知り顔で、インピーダンスがどうの、とか書いたおじさんは恥ずかしい。

電波強度の弱いNHK第二も、音は小さいが聞こえるようになった。マンションの部屋に入ると、窓際でも急に音が小さくなるのは変わらず。

でも、ダイオード検波+低周波増幅１段で、ここまで良く聞こえるとは全くの予想外であった。

木造の家なら、部屋の中でも そこそこ聞こえると思う。

話は変わって、今やセラミックイヤホンですら入手困難な時代。

このブログを書いている時点で、シャンテック電子でもセラミックイヤホン在庫不足でラジオキット販売が一時停止になっている。

そこで、性懲りもなく、オーディオ用イヤホンで鳴らないか試してみる

トランスはAT403-2（1.2K：8Ω）で試す。

ベランダに出て聞いてみると、セラミックイヤホンほどではないが、そこそこの音量で鳴ってくれる。少し低音が引っ込んで高音が強くなる印象。

まぁ、でも、これはこれで「有り」かもしれない。

トランスをBT-OUT-1S（10K：8Ω）に替えてみる

気のせいか、少しだけ音量が上がって、低音も普通に聞こえるような気がする。

良い感じなのである。

このトランスは入手しやすいわけではないが、もし買える方は是非お試しを。

ということで、昔を思い出しつつ、オーディオ用イヤホンで聞くストレートラジオをまた試していきたいと思う。

でも、まぁ、そこは行き当たりばったり、ぼちぼち適当にやって行く。

「そんなことより、おいらを撫でるのにゃ」

しょうがないな～　よしよし

ゲルマラジオでオーディオ用イヤホンを鳴らす

以前に、バーアンテナだけでゲルマラジオを鳴らしてみた↓

『バーアンテナだけでゲルマラジオは鳴るか？』

長めのフェライトバー３本に、リッツ線を手巻きして作った。

セラミックイヤホンを耳に押し当てると、音は小さいが、そこそこ聞こえる。

でも、手を離すと、イヤホンは耳から落ちてしまう。ちゃんとしたオーディオ用イヤホンで聞いてみたいもんである。

そこで、今回はバーアンテナだけでオーディオ用イヤホンを鳴らしてみたい。

ゲルマラジオの出力インピーダンスは非常に高いので、トランスを使って出力を８Ωに整合させる必要がある。

で、今回試すトランスはこの３つ。どれもゲルマラジオに付けて鳴らしている記事が見つかる。

AT403-2　1.2K：8Ω

小信号トランス AT403-2: 電源・トランス 秋月電子通商-電子部品・ネット通販

BT-OUT-1S　10K:8Ω

シングル用アウトプットトランス ZHW-BT-OUT-1S ( ZHW-TRNS-022 )

BT-OUT-101　200K:8Ω

 

200KΩの他に100KΩの中間タップも出ている。

BT-OUT-101とBT-OUT-1Sは昔、NPO法人ラジオ少年から購入したもの。

以前は他でも販売していたが、ネット検索ではBT-OUT-101は販売している通販は見つからなかった。

前にも書いたがNPO法人ラジオ少年では、部品・キットの頒布事業が終了し、もう買えなくなってしまった。もっといろいろ買っておけば良かった。

それに、最近ではバーアンテナとかバリコンなんかも入手性が悪い。

AMラジオパーツ絶滅の危機なのである。

民放AMの停波も近づいてきている。今のうちに買って遊んでおかないと、後で遊べなくな。

急がないと！

組み合わせるイヤホン

①ダイソーで500円で売っていた、ハイレゾを謳うイヤホン

　実験用に壊れても良いイヤホンとして今回購入してみた

　

箱にSpecが書いてあって

・ 感度: 100dB/ｍW（一般的で効率が良い訳ではない）

・インピーダンスは18Ω　左右並列で使うので9Ωになり、トランスと整合

音を聞いみる。最初は粗削りで耳障りな音だったが、24時間ほどエージングしたら、まぁまぁな音になった。

音の傾向としては、きわめてドンシャリな音。豊かな低音とキラキラした高音で、ゴージャスな雰囲気で鳴る。その代わりにボーカルが奥に引っ込んでしまう。ボーカルを聞きたい人には全くの不向き。

ロック、EDMなんかは良いかもしれないが、かなり誇張しすぎで不自然な音。

右と左で、微妙に音色が異なるのも、500円品質。

②10年以上前に購入したSONY　XBA-1

XBA-1SL | ヘッドホン | ソニー

ずいぶん前に販売終了になっているが、Specはwebに情報は残っていた。

・ 感度: 108dB/mW 　効率は良い

・インピーダンスは24Ω　並列で使うので12Ω

低域、高域の伸びは無いが、F特はフラットで癖が無く聞き疲れしない。

ただし、低域と高域がやや不足するため、全体的には物足りない感じ。

③おじさんが大切に使っているSURE　SE846（第一世代）

SE846 - 高遮音性イヤホン（第2世代） - Shure 日本

おじさんが退職するときに、会社の大勢の人がお金を出し合って、記念品としていただいた大切な品なのである。おじさんにとって、特別な物なのである。実験用に使うなどもってのほかなのであるが、ゲルマラジオに繋ぐだけなら壊れたりはしないだろう。

・ 114dB/mW 　とても効率が良い

・インピーダンスは9Ω　並列で使うと4.5Ω　やや低め

低音から高音まで全体的に、まんべんなく音が出ている感じ。フラットで解像度が高く、モニター的な音。味付けの無い音であるがゆえに、面白みがなくリスニングに不向きと言う人も居るが、おじさん的には不満は無い。

他にもダイソーの100円イヤホンもあるのだが、予備実験で音が鳴らなかったので今回は除外。

回路は、以前にセラミックイヤホンでは一番良かった２次巻きからの倍電圧検波にトランスを付けただけ。

＜実験の様子＞

判定基準は以下とした。

◎：良く聞こえる。

〇：音量は低いが、はっきりと聞こえる

△：音量は低いが、アナウンサーが何を言っているかは聞き取れる

▲：何か鳴っていることは確認できるが、アナウンサーが何を言っているのかわからない

×：何も聞こえない

結果は以下の通り

以下、感想他

・1.2K:8ΩのAT403-2では、ほとんど鳴らなかった。

・10K:８ΩのBT-OUT-1Sが意外に良かった。

　ちゃんと測定すれば明確な違いがあるかもしれないが、聞いた感じではBT-OUT-101と

　あまり差が無い。

・イヤホンの効率（感度）の差がそのまま表れた

　500円イヤホンは高音だけがシャカシャカ聞こえるだけで、全然ダメだった。

　効率も良い訳ではないので当然かもしれない。

　安くて効率の良いイヤホンが無いか地道に探してみる。

・セラミックイヤホン直結の音量には、どれも及ばない

なんか、オーディオ用イヤホンでも鳴らなくもない事は分かったが、もともとのゲルマラジオの性能が悪いのだから、オーディオ用イヤホンが盛大になるはずもない。orz

セラミックイヤホンで、もうちょっと大きな音で鳴るようにゲルマラジオ自体を高感度化しないといけない。

考え直して出直すことにする。

「何をやっているニャ　ふが～」