下に、トランジスタ―(NPN型)の図記号とJ-FET(N-ch)を書いてみた
トランジスタ―の記号は、通常使用しているもの。
一方、FETの記号は自分用に書き換えた図記号になっている。FETの記号は矢印の位置が、ゲート(G)ではなくてソース(S)に付けてある。
この図記号の中に、N-チャンネル型のJ-FETであること、ドレインとソース端子の区別があることの情報が明確になっている。トランジスタ―の記号からの自然な流れとしてはこれでいいと思うのだが、なぜか、こうならなかった。
MOS-FETの図記号に関しても同様の考えが浮かぶ(下図)。
簡易ラジオ制作日記最終回
数学的に言えば、半径２５ｃｍの円に内接する8角形の外周に銅線を巻いて作ったループアンテナ。同じ半径の円の面積の９０％、同円周の長さの９７％の構造になる。
前回の正方形のループアンテナの十字枠を2台製作して、45度ずらして8角形とした。2台を組むために更に溝を切る必要があるので、非常に中心が構造的に弱くなる。縦の木の支柱で見えていないが、補強の木片で挟んである。
今回は、トランジスターのみで回路を構成してみた。初段はエミッタフォロワで高入力インピーダンスにして同調回路と接続してある。セラミックイヤホンで十分な音量で聞くことができた。
音量調整も省いてあるので、更に電波の強いところ、あるいは弱いところへ移動すると聞きづらくなると考えられる。これを更に使いやすくするには音量調整回路やら、AGC回路の付加を考えないといけない。しかし、当初の無電源のゲルマニウムラジオ製作という目的からはどんどん離れていく。この先は原点に戻り、更におおきなアンテナを作る方向で、無電源ラジオを模索、探求してみたい。
第四日
初めて作ったループアンテナと、簡易ラジオの全体画像。本来なら、無電源で聞けるラジオを作り、ゲルマニウムラジオと言いたかった。
下の台になっている箱の中にバリコンと電気回路基板入っている。電池もこの中にあるので、交換のときはネジを外して開けることになる。巻線はヨレヨレで見栄え良くとはいかなかった。正方形では一辺が長くなって、巻線が垂れ下がる。
もう一度作るなら、６角形か８角形を試してみたい。本当は円形が一番いいと思うのだが、その方法が思いつかない。
下の写真は正面側で、選局のためのつまみ、電源スイッチ、イヤホン端子が見える。行き当たりばったりの工作で修正やら、継ぎ足しの部分も目に付く。
第一日
コイルとバリコンで共振回路を構成して放送局を選択し、その電波をゲルマニュームダイオードで検波してクリスタルイヤホンで聞く。昭和30年代に私は確かにこの回路を組んで、コンセントの一方の穴にコンデンサ(確か100PFぐらいの値)の足の一方をを差し込んでアンテナ代わりにしてラジオ放送を聞いた覚えがある。最近それをまたやってみようと思い立った。
簡単な回路なので製作は簡単だ。バリコンは古い真空管ラジオから外した2連のエアーバリコンで、一か所だけを利用した。容量は約340pFあった。コイルは手巻きしたループアンテナだ。昔はループアンテナというもの存在は知らなかったが、近頃はアンテナも兼ねたコイルを使う例が多いのでそれを真似てみた（コンセントにコンデンサを介して、電波を拾うというやり方は危険であるという意見があるのと、100v回線にはラジオの信号の外にも雑音源となる信号が多く混ざっていて使えないという事情もある）。大きいループの方が信号を大きく拾えるので、一辺50㎝の正方形の形状のになるように木枠を組んでビニール被覆線を巻いた。
13回巻いたので、電線の総延長は
13回 × (4 × 0.5m) = 26m＋余裕
ぐらい使っていることになる。
これにゲルマニュームダイオードで検波する回路をつけてクリスタルイヤホンを接続すれば、聞こえるはずだ。
結果は全くきこえない。そんなはずはないとアンテナの向きを変えてみたり、危険なコンセントをアンテナ代わりにする方法も試してみたが、まったく聞こえない。電波環境の良い夜間も試してみたが無駄であった。
第二日
昔、うまくいった方法でラジオが聴けないのはどういうことだろうかあれこれ考えてみるが、鳴らないという事実は変わらない。せっかく手間暇かけて制作したループアンテナを生かすために何とかラジをの音を受信するために、不本意だが、高周波増幅を1段入れた回路を検討することにした。
初めは高周波用のトランジスターと思ったが、近頃はFETという選択肢もある。今まで使ったことがなかったのと、トランジスターのように入力電流を流さないので、共振回路への影響がないということでこれでやってみた。FETの知識が殆どない中で最初に高周波用として見つけたのが2SK241だ。これがMOSFETであると知ったのは、もっと後のことだ(他に接合型のFETというのもあるという)。これはバイアス電圧をかけなくても使える種類のものだが、ドレイン電流を抑えるためにソース端子に抵抗270Ωをつないで自己バイアスを回路を付けてある。ドレイン電流1mA見込めば、これによって、0.27vのバイアスがかかる。FETによる電圧増幅率はドレインにつながる負荷によるところが大きいと思うが、この場合はダイオードによる検波回路が接続されるので、どのくらいに見込めばよいのか難しいところだ。とりあえず、増幅率のことはのけて試聴してみた。
結果、小さいがクリスタルイヤホンから確実にラジオ音声が聞こえた。NHKと教育の2つが聞こえた。夜間は海外放送も受信できた。
第三日
無電源でラジオ放送が聞こえるゲルマニュームラジオを目指したが、私の住む地域では今では無理だとわかり、高周波増幅回路を付けることになってしまった。これでも十分な音量では聞くことができません。最終的に製作の完成形として低周波増幅をもう一段入れたものになった。
これで十分な音量で聞けるようになった。音が多少割れているような気もする。エミッタに抵抗を入れるなどして調整する事もできるが、このままにしておく。
最後に苦労して製作したループアンテナを載せた完成品を紹介したいところだが、まだ撮影していないので後日にする。
以前作成したオペアンプ式のCMoyヘッドホンと聞き比べるために、試作回路をステレオで基板に組んでみました。CMoyアンプが9v駆動、これが3v駆動であるにもかかわらず、低音の再生が格段によくなっている。耳に自信のない私でも、違いがはっきりと聞き取れる。これがオペアンプとトランジスターの電流供給能力の差なのかと驚くほどである。
ケースに収める段階ではないので基板のまま実験の状況を載せました。
追加記事2017‐1‐10
上の回路で最初から気になっていたことですが、音がそれなりに出ているので触れずにいたことがあります。
信号の入力回路ですが、初段のエミッタ抵抗100Ωがマイナスの電源につながっているので、入力信号のマイナス側は直接接続できないで、いったん電源の電池あるいはそこのコンデンサを通っていることです。これを解消するために、SEEPP出力段を単電源駆動に変更してみました。そうすると出力に大容量のコンデンサが必要となるのですが、コンデンサをどうしても付けたくなかったので、変則的な回路になりました。以下の図参照。これでも性能を落とさずにヘッドホンを駆動していると確認しました(私の耳で)。
今のところ、特段改良の予定はないのでこの回路の検討はこの辺で中断です。夏場の暑い季節になったら、どれだけ動作点がずれるのか、つかいものにならなくなるのかが気になるところです。
