RACAL RA6790/GM Receiver

最近までRACALというメーカの名前も知らなかったが、AR7030のreviewな どにRA6790/GMの名前が出てきたりして興味を持つようになった。 その後いくつかのWebページで写真を見たりしていたが、 実物が売りに出ているのを見た途端に欲しくなってしまい、 さんざん悩んだあげくに買ってしまった。

壊れた?

2001.Feb.24

しばらくぶりにRACALに火を入れたら動かない。電源は入るが 表示がおかしい。 モード表示のLCDにはほとんど何もでない。周波数表示の方は'0'が並んでいる。 パネルの操作も何も効かない。

マニュアルによれば、こういう状態のときはA6A2にCPUボードがおかしい 可能性が高いということなので、スペアのボードを挿してみるが、やはり だめである。

各電圧がちゃんと出ているか調べてみると、-15Vのラインの電圧がほとんど 0Vになっている。恐らくこれが原因でCPUのリセット回路が動かないのだと 思う。もちろん、他にも-15Vが必要な個所はいくつもあってそれだけでは ないのだけど、'0'が周波数表示に並ぶのはこれが原因ではないか。

次にA10(電源ユニット)の出力側のコネクタをはずして電圧を調べると、 ちゃんと-15V出ている。ということは、電源は大丈夫で、どこかの ユニットの中でショートかそれに近い状態になっているということであろう。

この機械の電源ラインは、 基本的にはまず電源ユニット(A10)からフロントパ ネル裏の コントロール基板(A9)へ行って、そこから各基板に供給されるよう である。 ただし、1st mixer(A2)と2nd mixer(A3)だけはA9を通さずに電源を 供給される。 電源ユニットからコネクタをはずしてケーブル側で-15Vライン と グランド間の抵抗を計ってみるとほとんどショート状態である。 次にA9側 をはずしてみるが状態は変わらない。そうすると 残るはA2,A3である。機械を 裏返しにしてこの二つの基板を調べてみると、 A2基板の-15Vラインがおかし くなっていることがわかった。

さて、A2の1st mixer基板で-15Vを使っているのは、第一局発のアンプとmixer である。 まずmixerに行っている-15Vの線をはずすが、変化無し。 次にLOの アンプのトランジスタ(2N3866)をはずすが変化無し。 とすると、あとは-15V ラインに入っているコンデンサがショートしているという ことしかない。ス ルーホールの基板から部品をはずすのはそれなりに面倒である。どのコンデン サも外見は特に異常は無い。 ポンプ式の吸い取り器と網線を使って半田を除 去する。 「4つもはずすのかあ、いくつめで当たるかなあ」などと 思いなが ら一番大きいタンタルをはずしたらラッキーなことに これがショートしてい ることがわかった。これを交換したらうまく動くようになった。

前に別の機械を修理したときも半導体ばかり疑っていて、結局セラミックコ ンデンサが原因(そのときはオープンになっていた)だった。 コンデンサが一 番壊れやすいのか。

しかし、放っておいたあいだにLCDが劣化しているようである。 モードの表示の方が滲んできている。LCD表示のコントラストを 下げれば少しは改善されるかも知れない。A9基板を裏から見て 右の端の方にあるmulti-vibratorの発振周波数によるようで、 標準は100Hzである。そのうちいじってみるかな。

回路構成

Dual conversionで、45MHz -> 455kHzと変換する。 トップにアンプは無くて直接ミキサに入る。 ミキサの部分はしっかりシールしてあって 中身はわからないが、MOS FET 4つで構成されているらしい。 この1st mixerに供給している局発のレベルはかなり高くて、 数ワットくらいのトランジスタでpush-pull complementaryを 組んである。メインのシンセサイザはfractional-N方式(後述)。

1stミキサは強入力に強そうだが、455kHzの帯域決定用のフィルタに いたるまでのところでかなりゲインを取ってある設計のようである。 このため第1IFフィルタの帯域内(20kHz幅)に 強い信号があると混変調を生じる可能性があると思われる。

455kHzのアンプはほとんど一つのICで増幅している。 ちなみにこのICはKWM380のIFアンプと同じものである。

SSB/CWの検波はMC1496で行なわれる。面白いのはAMのときも このICを使っていて、局発の変わりにIF信号をFM検波用の ICで増幅、振幅制限したものを入力して疑似同期検波? 方式 (ドレークR7やNRD525等と基本的に同じ)としている。



IF/AF基板(左端に並んでいるのがIFフィルタ)

IFフィルタの上面

エンコーダとメインのつまみ

前面パネルをはずしてLCDを露出

使用感など

フィルタ

入っているフィルタは0.4, 1.4, 3.2, 7.5, 18kHz帯域の5つクリスタル フィルタ。フィルタはメカフィルのものもあるし、特性も色々なものがあるが、 この構成がもっとも多いパターンのようである。 LSB/USB独立のoffsetしたフィルタが入っている物もあるらしい。

また、同じクリスタルフィルタでもRACAL製以外のものが入っている機械もあ る(形状等はほとんど同じ、フィルタ上面にメーカ名が書かれている、特性に 違いがあるかどうかはわからない)。

3.2kHzのフィルタはSSBをきくにはちょっと広いが、その分音は非常に良い。 またSSBでは帯域が一つしか選べない(1番めにささっているフィルタのみ)。 たとえば他にもう少し狭い2kくらいのフィルタを入れたとしても、 両方を使うことはできない。

もし使いたければCWモードでBFOを手動でオフセットすることになる。 AM/CWではUSB/LSB独立のフィルタを除いて、入っているすべての フィルタが使える。

この受信機にはBITE(Built-In Test Equipment)機能があって、 フィルタの帯域幅を測定し、SSBでのBFOの周波数などを設定してくれる。 また、故障時にはエラーコードが返ってきて、どのボードに 問題があるかがわかるようになっている。

7.5kHz(6.8kHzと書いてあるが)のフィルタでAMをきくのはなかなかよい。 なんというか音が豊かである。 AR7030とも少し違う。でも横に強い局がいることも多いので、 もう少し狭い5-6kHz幅くらいのフィルタも欲しい。

チューニング

チューニングは向かって右側のキーパッドからの直接入力か メインダイヤルで行なう。メモリ等はない。 チューニングステップは1/30/1000Hzで、ちょっとつかいずらい。 SSBのときは30Hzにすることが多いが、最近はkHz単位ぴったりに 出ている局も多くて、そうするとどんぴしゃに合わないので ステップを変える必要がある(とか言う前に少し周波数がずれてるので まずそれを調整しなくては)。 25Hzとか50Hzとかになればいいのだが、そのためにはROMを解析しなくては いけない。ちなみにCPUはMOSTEKの3850というやつである。

MOSTEKと言うと、昔マイコンという言葉が出始めたときに良くきいた 覚えがある。 関係ないけど当時僕は「マイコンピュータ入門」というブルーバックスを読んで いたく興奮し、MC6802を使ってコンピュータなるものを 作ろうとしたが技術と金と根性がなくて失敗した(この辺は 今も変わっていないけど)。

AGC

AGCはFAST,MEDIUM,SLOWと切替えられるが、MEDIUMは速過ぎ、SLOWは遅過ぎで アタックはいずれのポジションでも速くない。とりあえずMEDIUMのリリースタイムを 長めに変更したい。AGCは結構凝った回路になっていてよくわからないところも あるが、いわゆるハングAGCになっていて、ハングタイムも切替えられている。 AMのときにはSHORTにすると平均値AGCになるらしい。

その他

ヘッドフォンの出力は600オーム。その他AFのラインアウトとスピーカ(8オーム)出力は 背面のD-subコネクタから取れる。ただし、背面から取ったときの方がハムや ノイズが多いように思う。

背面にはその他にN型のアンテナ端子、BNCの外部リファレンス入力、455kHzのIF OUT、 その他オプションボードをつけたときにはリモートコントロール用のコネクタが 出ている。ただしコネクタは特殊で普通の232Cなどとは違う。

整備性に関してはまず中を開けるのが非常に簡単。上下の蓋をパッパッとあけると、 シールドカバーに覆われた各ユニットが見える(上側のIF/AF基板等は むきだし)。 カバーは単にはめてあるだけなので、マイナスドライバーか何かでこじるとす ぐにはずれる(本来はカバーを持ち上げるための薄いプラスチックのベルトが 各カバーについているのだが、なくなっているものが多い)。中で使ってるコ ネクタはSMBタイプである。また、基板は縦にスロットにささっ ているタイプと違い、単純に横に寝てるので動作状態でのパーツへのアクセス がやりやすい。

メインのIF基板の上のフィルタ(これが結構デカイ)が5本ささっているところに シールドケースをかぶせてあるのだが、ある日これをはずそうとしたらなかなか はずれない。横からすき間を除くとシールドケースと一緒にフィルタが 基板から抜けかかっている。あちゃーと思ったがどうにもしようがなくなったので、 祈りながら力任せに引っ張った。なんとかはずれたのでケースの中を見たら ケース上部の裏側に自己融着テープが張ってあって、それにフィルタが張りついて いた。持ち運びの際などにフィルタの差し込みがゆるんだりしないように クッション的にテープを使ったのであろうが....

PLLシンセサイザについて

回路を理解するためにマニュアルを読んでいるが、 なかなか良くわからない。 単純なシンセサイザでは、周波数変化のステップは リファレンスの発振器の周波数以下にはできない。 これは、整数の分周比しか実現できないからである。 細かい周波数ステップを実現するためには もっと低い周波数のリファレンスを使わないといけないことに なるが、この受信機のシンセサイザは見かけ上、 分数(fractional-number)の分周比を得られるような回路を使用し、 リファレンス周波数をあまり下げないで細かいステップ(1Hz)が 得られるようになっている。

例えば欲しい分周比が15 + 3/10だとすると、リファレンス信号の 10サイクルのうち7回は15で、残りの3回では16で分周することによって 平均として15.3で分周していることになるということのようである。 こういうのをfractional-N方式というらしい。

fractional-N方式では、リファレンスの周波数を下げないで 細かいステップが得られるので、ループフィルタの時定数を 短くできるが、分周比が変化することでVCOの制御電圧が 変化し、スプリアスが発生してしまう。 しかし、このVCO制御電圧の変化はあらかじめ予測できるので、 何らかの方法でキャンセルすることができる。 ただキャンセル回路というものの常で、 完璧に動作させるのは難しく、部品の値の精度や 経年変化に弱いという弱点がある。 RA6790/GMで採用している方式がまだ良く理解できていないのだが、 やはり同じ問題を抱えているらしい。

最近ARRLのQEX誌に、かのUlrich Rohde氏がfractional-N方式の 現代的な実装について記事を出していて、その参考文献として RA6790/GMのシンセサイザにからんだRACALの特許があげられていた。 このpatent No.は6790/GMのマニュアルに記載されているものと 同じ番号である。

サービスマニュアル

サービスマニュアルはあった方が良いに決まってるが、なくても普通に 使うには困らない。見ないとわからないのはBITEのやり方くらいだろう。 逆にマニュアルがあっても、メンテナンスに関しては全体的な 機能チェックと、BITEで見つかった不良ボードの交換くらいしか 書かれていないので、調整等を自分でしたい場合にはあまり役に立たない かも知れない。もちろん回路図や動作の説明などはあって参考になる。 6790GMのUKバージョン?であるRA1792のマニュアルには調整の手順が 比較的詳しく書かれている。もっともこれは1792にBITEがない(後期型には あるらしい)せいかも知れない。

購入に際して

他の人から教えてもらったことと自分の経験から、購入に際しては 以下のことに(も)注意した方がよいと思われる。
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