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ゲルマラジオの製作 |
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スピーカ駆動編 |
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2011年3月 KY |
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◎AMラジオの原理 |
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○中波放送とAM |
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中波(ちゅうは)放送は国内向けの放送ラジオで、周波数はおおよそ、530KHz〜1600KHzの |
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間です。変調はAMです。 |
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図1のように高周波電流(電圧)をアンテナに接続すれば |
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電波が発射されます。 |
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しかし、この中には音声信号が含まれていませんので、 |
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音声信号を伝えられません。 |
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したがって、高周波電流に音声信号を乗せる操作が必要 |
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になり、この操作を「変調」(へんちょう)と言います。 |
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AM放送、FM放送はすべて「変調」を行って電波を発射しています。 |
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このAM、FMは変調の方式を意味していて、 |
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AM
振幅変調(Amplitude Modulation)(しんぷくへんちょう) |
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FM
周波数変調(Frequency Modulation)(しゅうはすうへんちょう) |
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の略で、中波放送、短波放送はAM、FM放送はFMで変調を行っています。 |
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AM : 電波の利用率が良い |
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FM : 音が良い |
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変調する装置を「変調器」と呼び、高周波電流(電圧)を「搬送波」(はんそうは)と呼びます。 |
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また、音声信号は一般的に「信号波」(しんごうは)と言います。 |
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送信側、受信側の簡単な構成図を図2に示します。 |
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受信側は変調されたものを元の信号波(音声信号)に戻すために「復調」(ふくちょう)という操作 |
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を行い、この装置を復調器と言います。 |
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受信側にある「同調」(どうちょう)は希望の放送波を選択する部分です。(選局すること) |
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○AMの波形 |
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AM波は図3のように搬送波の振幅を信号波で変化させたものです。 |
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信号波と搬送波を合成しただけでは図3 c ) のAM波にはなりませんが、最終的にc)の形に |
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なります。 |
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例えば中波放送のTBSラジオは周波数が954KHzですが、これは図4のような形になっています。 |
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つまり、搬送波の周波数が954KHzです。 |
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○ゲルマラジオ |
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受信装置の1番簡単な例として図5に「ゲルマラジオ」を |
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示します。 |
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復調は検波(けんぱ)とも言い、この部分にゲルマニウム |
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ダイオードを用いていることからゲルマラジオと呼ばれます。 |
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図6に各部の波形を示します。 |
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AM波の信号波(成分)は搬送波の上下に対称になって |
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います。ダイオードD1に通すと、下側の成分はカット |
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されます。 |
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図7にAM波を拡大して、検波の原理を説明します。 |
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a ) のように搬送波が増加する期間はD1→C1のルートで充電されます。 |
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搬送波が減少する期間 b ) ではD1には電流が流れないので、C1→Rdのルートで放電 |
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します。 |
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充放電を繰り返すと d ) の波形になり、搬送波成分は無くなり、信号波のみ再現される |
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ことになります。 |
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d ) の波形の信号波はギザギザに見えますが、実際は、搬送波と信号波の周波数はかなり |
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の差がありますので、信号波はなめらかです。 |
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なお、このままでは直流分もありますので、図6のようにC2で直流分をカットして交流(信号波) |
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のみ取り出します。 |
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◎スピーカの鳴るゲルマラジオ |
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ゲルマラジオは原理的に信号を増幅する部分がありませんので、遠方の放送受信には |
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限度があります。 |
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また、スピーカを鳴らす(駆動)ような力は無く、イヤフォンなどで聴くことになります。 |
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そこで、スピーカを鳴らすことが出来ないか、色々と実験し、筆者の受信環境でスピーカ |
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を鳴らすことが出来ましたので紹介します。 |
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○回路図 |
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図8に回路図を示します。 |
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特に変わったことはしていませんが、検波後の負荷がトランスT1になっています。 |
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このトランスは「1.2KΩ:8Ω」のインピーダンス比で、これにより8Ωのスピーカを駆動 |
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しようというわけです。 |
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バーアンテナは市販品を用い、これを改造して「1次コイル」を追加しています。 |
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○部品表 |
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部品番号 |
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部品名 |
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型番 |
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メーカー |
数量 |
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C1,C2 |
セラミックコンデンサ 0.01μF |
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CCDC50V103*10 |
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2 |
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D1,D2 |
ゲルマダイオード |
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1N60P*2 |
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2 |
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J1 |
絶縁ターミナル |
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|
TM505キ |
|
MSK |
1 |
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|
J2 |
絶縁ターミナル |
|
|
TM505クロ |
|
MSK |
1 |
|
|
|
J3 |
Φ3.5ジャック |
|
|
MJ153 |
|
マル信 |
1 |
|
|
|
L1 |
バーアンテナ |
|
|
PA63R |
|
|
1 |
|
|
|
T1 |
トランス |
|
|
ST32 |
|
SANSUI |
1 |
|
|
|
VC1 |
ポリバリコン |
|
|
CBM-113B-1C4 |
|
1 |
|
|
|
XVC1 |
ダイヤル |
|
|
DAW |
|
|
1 |
|
|
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|
ケース |
|
|
SW75S |
|
TAKACHI |
1 |
|
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|
ラグ板 |
|
|
L590-6P |
|
サトー |
1 |
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ポリウレタン銅線 0.29mm |
|
UEW0.29L20 |
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1 |
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ビス、ナット類 |
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1式 |
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注意 |
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・セラミックコンデンサは10個単位の型番 |
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・ゲルマダイオードは2個単位の型番 |
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ラグ板(L590-6P)は部品の固定、配線(接続)用です。 |
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ポリウレタン銅線(Φ0.29mm)はバーアンテナ改造用で、この線径にこだわる必要は |
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ありません。 |
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巻きやすいサイズ(Φ0.3〜Φ0.6くらい)で可。 |
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トランスST32は1.2KΩ:8Ωですが、10KΩ:8Ωなどのトランスのほうが望ましい。 |
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手元に「12KΩ:8Ω」のトランスがあったのでこれも実験してみたが、あきらかにこの仕様 |
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のトランスのほうがスピーカからの音量レベルが上がります。 |
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○製作 |
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ラグ板を用いて製作しました。(これにこだわる必要はない) |
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写真1に内部の様子を示します。 |
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ケースにSW75Sを用いた場合、ラグ板(L590-6P)は両サイドが若干、ケース側面に当たり |
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ます。両サイドを少し削って実装。 |
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写真1のように、かなりケース内部が窮屈で、SW75Sの1ランク大きいサイズのほうが作業 |
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は楽になると思います。 |
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バーアンテナは図9のように1次コイルを巻いて追加します。 |
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巻き回数は7回ほどで、この値にこだわる必要はありません。 |
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トランスST32の「赤リード」は未使用で、根元付近でリードをカットします。 |
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バーアンテナの「G」も未使用で、この線はラグ板の余った端子にはんだ付けしておきます。 |
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図10に主な配線部の要領を示します。 |
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◎受信にはアンテナとアースが重要 |
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○筆者の受信環境 |
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図11に筆者の受信環境を示します。 |
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なるべく「高くて長いアンテナ線」と「アース」が必要で、筆者の場合、アンテナの高さが |
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不十分です。 |
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このアンテナは常時、建っているのですが、時々、高さと長さを変えています。 |
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図11は現在の状態で、ポールの高さは8mと2mになっています。 |
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アースは「アース棒」を大地(地球)へ深さ0.5mほどに埋めて、アース線を屋内へ引き込ん |
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でいます。 |
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○受信結果 |
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受信環境および地域によって異なりますが、筆者の結果は次のとおりです。 |
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(筆者は関東地区) |
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(イヤフォンでの受信) |
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放送局 3局が受信出来た。 |
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周波数 594KHz |
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周波数 693KHz |
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周波数 1134KHz |
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594KHz局と693KHz局は送信所まで約20kmの距離。 |
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1134KHz局は送信所まで約50kmの距離で、受信音はかなり小さい。 |
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(スピーカでの受信) |
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1134KHz局は確認できず。 |
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594KHz局と693KHz局はスピーカから音が出る。 |
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スピーカでの受信は2局出来ています。 |
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音量レベルは「ガンガン鳴る」ほどではありませんが、実用レベルです。 |
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(強いて表現すれば「控えめ」な感じ) |
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筆者の仕事場は広さ20畳で、部屋の端〜端でもスピーカからの内容が分かる(認識) |
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レベル。 |
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6畳ほどの部屋であれば申し分ないレベルです。 |
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594KHzと693KHzは周波数が近いので、イヤフォン受信では若干の混信が感じられます。 |
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ただし、スピーカ受信ではこの混信はほとんど気になりません。 |
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○アンテナとアース |
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アンテナのみではスピーカ受信の場合、かなり音量レベルが下がります。 |
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アース有/無で極端な感度差になり、やはり、アースが重要。 |
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◎使用感 |
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○音量ボリュームが必要 |
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現在、パソコンなどの作業机の横に置いて聴いています。 |
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音量レベルは「やや、控えめ」な感想ですが、一日中聴くには良いと思います。 |
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(なにしろ、電池代タダ、電気代タダですから) |
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少し気になるのは「音量ボリュームまたはスイッチ」を付ければ良かったと思います。 |
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電話がかかってきた時にラジオの音量ボリュームを絞るか電源スイッチをOFFにしたい |
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のですが、このゲルマラジオには音量ボリュームも電源スイッチもありません。 |
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音量を絞るにはアンテナ線を抜くかスピーカコネクタを抜く必要があり、電話がきた時に |
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慌てます。 |
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スピーカからの音声を切断する「プッシュスイッチ」を思いつきましたが、どうやってケース |
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に組み込むか検討中です。 |
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○スピーカは少し大きめが良い |
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写真3に使用風景を示します。 |
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スピーカは少し大きめが良く、用いるスピーカにより音質が異なります。 |
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あらためての感想ですが、ゲルマラジオは「こんなに音が良かったのか」と感じます。 |
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ラジオ受信における余計なノイズ(キーーン、ピーなど)が無く、一日中聴いても疲れない音 |
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です。 |
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