皆空の中で...

ICOM IC726Sの修理

ICOM IC726のPLL修理
     PLLユニットのLoop Filter回路のコンデンサーC29の経年劣化でPLLがロックできない。
       IC721もC29を交換することが望ましい。

                    全体目次へもどるは ⇒ こちら

1987年にICOMから発売されたHF~50MHzトランシーバーIC726Sの修理記録です。
製造から約30年経過しているので「部品劣化」「基板の半田クラック」などが考えられます。
             (写真は修理後のものです)
1_IC726Sフロント

ダイヤルを回しても受信周波数が変わらない症状です。
PLL回路が正常に動いていないと推定して,
 ・PLL基板のCPUの上にまたがって取り付けられているボタン電池の交換。
 ・PLL回路のIC電源5vを作るIC10(13v/5v変換)の交換と同IC入出力コンデンサの交換。
 ・PLL基盤の裏側の半田の温め直し。
をしました。
基盤裏の半田の温め直しは,虫眼鏡で半田の表面を見て怪しそうなものに追加半田をしました。
この結果,AM周波数から50MHzまで正常に受信ができる状態に回復しました。

数か月後に電源を入れたところ,ダイヤルの表示は正常に動くが,AM周波数から
50MHzまで全く受信できない症状となりました。
AFボリュームを回すと,内部雑音が大きくなりますが、アンテナ端子にアンテナを
取付け取外し時の「ガリ雑音」もしません。

BANDを変更しても、ダイヤル回転をさせても雑音に何の音も加わらないので,
VCOが正常に働いていないのではと推測しました。
   (VCOはヘテロダイン受信回路の第一局部発信部です)
下図はIC726のPLLブロック図です。
          (図はクリックで拡大します)
PLLブロック図


下図はVCO付近の回路図です。
図中央の4個のFET 2SK192AがVCO1~VCO4の発信回路です。
この4つのVCOの1つだけが不良なら,そのVCOの周波数を使用する周波数が
受信できない状態になるが,AM周波数から50MHzまですべて受信できないのは
4つのVCOに共通する右側のLoop Filter回路のコンデンサーC29(2.2μF)の
経年劣化かもしれないので交換してみることにしました(赤矢印のC29 )。
BPの表示は無極性コンデンサーなので,+-の極性のあるコンデンサーと交換してはいけません。
          (図はクリックで拡大します)
PLL VCO 1
          IC726 Circuit diagram(回路図)は ⇒ こちら からダウンロードできます。


次の写真はPLL基板です。Main Loop VCOの金属蓋は点検のため外した状態です。
Main Loop VCOの下の橙色の丸の部分にC29コンデンサー(2.2μF)があります。
      (写真はクリックで拡大します)
5_PLL基板

次の写真はC29コンデンサー周辺を拡大したものです。矢印がC29コンデンサーです。
      (写真はクリックで拡大します)
6_BPコンデンサーの位置

次の写真は取り外したC29コンデンサー2.2μFです。
一般的な電解コンデンサーに見えますが,BP型コンデンサーです。
        BPコンデンサー


次の写真は,取り外した BP型コンデンサーと新しく取り付ける
「積層セラミックスコンデンサー 2.2μF/50v」です。225の表示が2.2μFです。
   8_取り付けたコンデンサー

次は「積層セラミックスコンデンサー 2.2μF/50v」を取り付けた写真です。
   C29取付


積層セラミックスコンデンサーへ取り換えたら,全ての周波数が正常に受信できる状態へ回復しました。
電解コンデンサーC29の容量が経年で抜け, Loop Filter回路が正常に働かなくなり,VCOがロックしなくなってしまったのでしょう。

電源経路の電解コンデンサーは容量が半減しても,回路動作への影響は大きくないですが,
フイルター回路の場合は容量が減少するとフイルターの機能が変化するので,
経年で容量が減少しないコンデンサーの使用が望ましいですね。

製造当時は容量の大きい積層セラミックスコンデンサーが高価だったのかな?
今では50円程度なので,IC726,IC721のC29は積層セラミックスに取り換えておくのが良いですね。

基板を取り外した機会をとらえて,基盤と基板相互を接続するコネクタープラグをすべて抜いて,
接触ピンのメス側へ接点復活スプレー FOR-PRO No.1424を微量吹き付けて差し込みました。
次の写真はMAIN基板です。丸印部分にコネクタープラグがあります。
IC726 コネクタ

PLL基板のコネクタープラグも同様に実施しました。
     半田の経年劣化が進んでいる感じなので,PLL基板のコネクターの足,
     CPU(HD63A01Y)の足,IC4の足などへ追加半田をしました。

IC726 PLL基板コネクター

次は使用した接点復活剤です。
       接点復活剤



次の写真は,基板の取付を元に戻す際に基板接続用の信号ケーブルコネクタ
の差込を誤らぬように、基板の取り外し前にコネクター部を写真に残したものです。
     4_防備用に写真


IC726S Circuit diagram(回路図)は⇒ こちら http://pe2bz.philpem.me.uk/hamradio-mods/Service%20Manuals-AmateurTranscievers/Icom/IC-726.PDF からダウンロードできます。


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  1. 2017/07/17(月) 10:28:46|
  2. アマチュア無線
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H28年12月期 2アマ試験工学(IZ812)の計算問題の解き方(正答の求め方)

H28年12月期 2アマ試験工学(IZ812)の計算問題の解き方(正答の求め方)
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               2アマ試験工学の目次は ⇒ こちら      総目次は ⇒ こちら

     このページには次の計算問題の正答の求め方をまとめて掲載してあります
       ・IZ808 A-3: 直列コンデンサーの耐圧を求める。
       ・IZ808 A-4:2つの電池のあるループ回路の電気を求める。 
       ・IZ808 A-5:変成器の巻数比からインピーダンスを求める。
       ・IZ808 A-8: FET増幅回路の電圧増幅度を求める
       ・IZ808 A-14: アンテナ放射電力からアンテナ電流を求める
        

                                   合格への勉強方法は ⇒ こちら


【IZ812A3.】直列コンデンサーの耐圧を求める
IZ812A3.jpg
この問題は過去出題の数値を変更して再出題されたものです。
     H24年4月の出題と解き方は ⇒ こちらです。
     H26年12月の出題と解き方は ⇒ こちらです。

でも,せっかくですから解いてみましょうか。

  IZ812A3a.jpg
                                    正答は番号2[75v]ですね。

【IZ812A4】2つの電池のあるループ回路の電気を求める。
IZ812A4.jpg
この問題はH26年4月A-3の数値を変えて再出題したものです。
     H26年の出題と解き方にもどるは ⇒ こちら です。
ですが,せっかくですから解いてみましょう。
   IZ812A4a.jpg

【IZ812A5】変成器の巻数比からインピーダンスを求める
IZ812A5.jpg
この問題も過去から繰り返し出題されています。
     過去の出題と解き方は ⇒ こちら 
同じですが解いてみましょう。
   IZ812A5a.jpg


【IZ812A8】FET増幅回路の電圧増幅度を求める。
IZ812A8.jpg
この問題はH27年4月に出題されたものの数値を少し変更したものです。
     解き方がわからない時は ⇒ こちら  へもどってください。

                           正答は番号1(Av:50, Rs:500)となりましたか?

【IZ812A14】アンテナ放射電力からアンテナ電流を求める
IZ812A14.jpg
この問題も過去から繰り返し出題されています。
   解き方は過去の出題と解き方のページ  ⇒ こちら へもどってください。

                            正答は番号3(1.7・・・√3)となにましたか?



2アマ試験工学の目次は ⇒ こちら
      
総目次は
 ⇒ こちら






  1. 2017/07/12(水) 10:40:10|
  2.   2アマ_無線工学のコツ
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★ 2アマ試験工学_計算問題の解き方_目次

この目次は 第2級アマチュア無線技師 国家試験(2アマ試験)無線工学の計算問題の易しい解き方の目次です。
     (2級アマ試験の工学の計算問題の勉強…2アマ試験の勉強方法,攻略,過去問の解き方)
     下のタイトルをクリックすると各ページが表示されます (A1TKA目次2_kota2)
                                         総目次は → こちら

                                    1アマ試験の解き方の目次は ⇒ こちら 
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---【1TKA目次3 (2アマ試験_無線工学のやさしい解き方,コツ)】--- 
.....1.抵抗回路の解き方(正答の求め方)
.....2.ブリッジ回路の出題と解答(正答)の求め方
.....3.コンデンサー容量と電荷の計算の解き方(正答の求め方)
.....4.コンデンサーに蓄えられるエネルギーの計算の解答(正答)の求め方
.....5.電流による磁界の強さを求める出題の解答(正答)の求め方
.....6.変成器(トランス)の巻線数比とインピーダンス 解答(正答)の求め方
.....7.共振周波数とコンデンサーの値の計算_解答(正答)の求め方
.....8.LR・CR合成インピーダンス・電流の問題の解答(正答)の求め方
.....9.RLC直列インピーダンスを求める出題と正答
....10.並列共振回路,直列共振回路のリアクタンス変化
....11.共振回路のインピーダンスからCの値を求める計算の解答(正答)の求め方
....12.八木アンテナと水平DPアンテナの電力計算の解答(正答)の求め方
....13.変調度から平均電力を算出する問題の解答(正答)の求め方
....14.AM変調波の振幅電圧から変調度を算出する出題と解答(正答)の求め方
....15.アンテナ放射電力からアンテナ供給電流の算出問題の解答(正答)の求め方
....16.電離層のMUF/MUFから最適使用周波数FOTを求める出題と正答
....17.FET増幅回路の増幅度を計算する問題の解き方(正答の求め方)
....18.電波の強度に対する安全基準・強度の算出方法の出題と正答

....30.【追加】H25年12月期 2アマ試験工学の計算問題の解き方
....31.【追加】H26年4月期 2アマ試験工学の計算問題の解き方
....32.【追加】H26年8月期 2アマ試験工学の計算問題の解き方
....33.【追加】H26年12月期 2アマ試験工学の計算問題の解き方
....34.【追加】H27年4月期 2アマ試験工学(IZ704)の計算問題の解き方
....35.【追加】H27年8月期 2アマ試験工学(IZ708)の計算問題の解き方
....36.【追加】H27年12月期 2アマ試験工学(IZ712)の計算問題の解き方
....36.【追加】H28年8月期 2アマ試験工学(IZ808)の計算問題の解き方
....36.【追加】H28年12月期 2アマ試験工学(IZ812)の計算問題の解き方

....50【参考】.回路図より論理回路の名称を見つける出題

....その他1:試験の勉強方法(1例) 合格へのコツ 残りが少ない時の追込み
....その他2:晴海の試験センターで受験する方へのあれこれ


ご要望などがありましたら,このページの下部右の「コメント」をクリックして書き込んでください。


1アマ試験計算問題の解き方の目次は ⇒ こちら

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  1. 2017/07/03(月) 16:16:00|
  2. ★★ 2アマ試験_目次はこちら
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SWRが3の時,送信電力の25%が損失となるとは言えない

SWRが3の時,送信電力の25%が損失となると言えるか?
                             全体目次へもどるは ⇒ こちら

アマチュア無線家の中に次のように説明する方がいますが正しいでしょうか?
  1_反射率は送信電力損失でない3

次の図-1はモデル図です。 21MHz用ダイポールアンテナとして, エレメントを少し長めにすると
ANT給電点のインピーダンスがZ=77Ω+j65Ωとなり,SWR値は3となります。
  (わずか長くしただけでリアクタンス分が+j65と増加し,SWRが悪化します)
   2_説明用モデル図

次の図-2は図-1のアンテナ給電点と同軸ケーブルの接続点における「進行波電力Pr」と
「反射波電力Pr」そして「ANT側へ進む電力Pant」を図示したものです(図を横にしました)。
          3_ANT給電点のPfPr 2


「ANT給電点」の不整合によって生じたSWR(VSWR)の値を「S」とすると,Pf,Prは次の式で表せます。
      (この式の詳細は「フィーダ-上の高周波電力(進行波と反射波)」 ⇒ こちら を参照ください)

        3‗10wのPfPr
SWR=3の時の「進行波電力Pr13.3w」対する「反射波電力Pr3.3w」が25%となるのです。
              (3.3w÷13.3w=0.25 ⇒ 25%)

次の図-3はこれらを図示したものです。
図の右サイドがANT給電点におけるPf(13.3w)と Pr(3.3w),Pant(10w)の値です。
図の左サイドは「送端A」における送信機出力Ptx(14w),Pf(16.7w)と Pr(2.7w)の値です。
「送端A」にはSWR3状態の同軸ケーブル上の実際のインピーダンスと整合させるマッチング回路があります。
 (整合状態であれば送端Aから送信機側へ反射波電力はもどりません)
     4_ANT電力10Wのエネルギ図2

上の図-3の右側の進行波電力Pf(13.3w)が,左側の進行波電力Pf(16.7w)より小さいのは,
同軸ケーブルの損失によるものです。反射波電力Prも同軸ケーブルの損失で差が生じています。
(21MHzにおける同軸ケーブル5D2Vの標準減衰量(損失)は20m当たり1dbを適用して算出します。)
      (この部分の詳細は「フィーダ-上の高周波電力(進行波と反射波)」 ⇒ こちら を参照ください

次の図-4は,送信機出力電力を10wとした場合です。
図-4のようにSWR3の場合、送信機出力10wのうち,7.1W(71%)がANTへ進む,
即ち,損失は2.9w(29%)なのです。
電力10wが電力7.1wへの減少をdbで表すと「-1.5db」です。同軸ケーブルの損失は
1dbだったのに,1.5dbと増加したのは,SWRによる損失増加分が生じたためです。
    
   5_送信機出力10wエネルギ図2

上の場合の損失29%は「SWR3の時は25%が損失」に近いのではと思うかもしれませんが,
これは上のモデルの同軸ケーブルの規格損失によって,たまたまの値です。

次の図-5は,同じ同軸ケーブル長で周波数を7MHzとした場合です。
周波数が下がると同軸ケーブルの標準減衰量(損失)は小さくなり,20m当たり0.5dbです。
ANT給電点のPfに対するPrの比は2.9w÷11.5w=0.25(25%)と変わりませんが,
送信機出力Ptx(10w)に対するANT電力Pant(8.6w)が86%,即ち,送信電力に対する電力損失は
1.4W(14%)となり,「SWR=3の時,25%が損失になる」・・・とは大きく異なります。
   6_損失が0.5の図2


次の図-6は,同軸(or平行)ケーブルの標準減衰量(損失)が全く無い場合です。
送信機電力10wがケーブル上では,送端A側も,ANT給電点側も進行波電力Pf(13.3w),
反射波電力Pr(3.3w)となりますが.ANT給電点からANT電力Pant(10w)としてアンテナへ
進むため,SWR=3であっても、送信電力の損失は生じないのです。
     7_ケーブル損失がゼロの場合のエネルギ図2

同軸(or平行)ケーブルの規格損失が小さければ,SWR=3でも送信機出力電力の大部分が
ANTへ進み,25%が損失となるような状態は発生しません。

5CFB同軸ケーブルを7MHzでSWR=8で使用したとしても,長さが0.5mと短い場合は,
ケーブルの標準損失が小さいので,送信電力の損失は非常に少ないでしょう。

但し,送端Aにおいて,送信機側とSWRが発生しているケーブル側が完全に整合できている
こと,整合回路の損失が無いことが条件です。

ここまでをまとめると,
(1) SWR3の時,25%が送信電力損失となるとは言えない。
    (この25%はケーブル上に生じた進行波電力Pfに対する反射波電力Prの比です)。

(2) 7MHzなど低い周波数で,標準減衰量(損失)が小さい同軸ケーブルや平行フィーダ)を
   使用するなら,SWRが3でも送信電力の損失は気にしなくても良い。
   
(3) 但し,送端Aにおいて整合を完全にとることが重要です。
  (これは同軸ケーブル上のSWRの改善ではなく,送信機出力を効率よくケーブル側へ
   送り込むことで送信機出力半導体の熱破壊を防ぐ必要があるからです)

144MHzなどで同軸ケーブル5D2VをSWR3で20m使用すると大きな損失が生じ,送信電力の2/3がケーブル上で熱損失となります。
基本的には
   ・ANT給電点におけるSWR値を小さくする
   ・標準減衰量(損失)の小さいケーブルを使用する
ことが重要です。



では,「SWR3の時に25%が反射損となる」とはどのような場合のものなのでしょうか?

次の図-8は送端AとANT給電点の接続ケーブルの長さをゼロにしたものです。
(送信機出力端子に1cmの配線も使用せずANT給電点に接続するようなことはありえませんが・・・)
     10_送端AとANT給電点の距離をゼロm

次の図-8-2は上記を「教科書的モデル」としして表したものです。
実際に左右を接続する配線(伝送路)をゼロメートルにすることはできませんが,教科書ですから
ゼロメートルとし,接続点に整合回路が無いとの条件にすると,
「SWR3の時,75%が負荷へ供給され,25%が供給されない」となります。
     10 理論上の接続図3


周波数を低くして0.1ヘルツ(≒直流)として考えてみると次のようになります。
     11 図11 負荷が同じ時 


     12 負荷が150Ωの時
     周波数が0.1ヘルツでも反射係数Γ(ガンマ)の式は成り立ちますから
     代入すると次のようになります。
               13 負荷が150Ωの時のΓ係数SWR3_2

信号源側のインピーダンス(50Ω)と負荷側のインピーダンスが同じ状態であれば,
負荷側へ0.5wの電力が伝わりますが,負荷側が150Ω(SWR3)の時、負荷へ伝わるのは
0.375w(0.5w時の75%)です。
言い換えると,0.125w(0.5w時の.25%)が信号源から送り出せなかったとも言えます。


    14 負荷が25Ωの時
               15 負荷が25Ωの時 Γ係数SWR2 2

負荷が50Ωの半分の25Ωの時,SWR2相当となり,負荷へは0.44wが伝わります。
伝わらない0.06wは12%相当となり,「SWRが2.0の時11%が反射損失となる」と同等の値を表しています。

ページ頭の「SWR3の時,25%が反射損失となる」は,信号源と負荷が,周波数成によって
負荷インピーダンスが変化しない長さの線で接続されていて,接続箇所に整合回路が無い
場合のものと言えます。 (教科書モデルの場合に言えることですね)。



総目次へもどるは ⇒ こちら


  1. 2017/06/26(月) 14:15:27|
  2. アンテナと整合
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H29年4月期 1アマ試験工学(HZ904)の計算問題の解き方(正答の求め方)

H29年4月期 1アマ試験工学(HZ904)の計算問題の解き方(正答の求め方)
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                 1アマ試験の目次は ⇒ こちら    総目次は ⇒ こちら                
     このページには次の計算問題の正答の求め方をまとめて掲載してあります
       ・HZ904 A-1:電界の強さが零になる電荷の値を求める。
       ・HZ904 A-2:ビオ・サバールの法則を使用して磁界の強さを示す。
       ・HZ904 A-3:静電容量と電荷から回路の抵抗値を求まる。
       ・HZ904 A-4:RLC直列共振回路のコンデンサ容量とQを求める。
       ・HZ904 A-19:電圧反射係数からVSWRを求める。
       ・HZ904 A-20:電離層の高さと入射角から距離を求める。
       ・HZ904 A-24:内部抵抗のある電圧計による測定誤差を求める。
       

                                  合格の勉強方法は ⇒ こちら


【H29年4月 HZ904 A1】

HZ904A1.jpg
この問題はH22年12月,H25年8月,H27年12月に出題されたものを少し変更したものです。
     H22年12月出題と解き方は ⇒ こちら 
     H25年8月出題と解き方は ⇒ こちら, 
     H27年12月出題と解き方は ⇒ こちら,

これらの過去の出題の解き方を参考にすれば解けますが,せっかくですから,解いてみましょう。

     HZ904A1a3.jpg


【H29年4月 HZ904 A2】

HZ904A2 1
この問題は「ビオ・サバールの法則」を知っているか,更に三角関数の計算ができるかを問う出題です。
「ビオ・サバールの法則」はH19年12月に出題されて以来久しぶりです。
H19年12月は角度90度の方向でしたが今回は角度45度なので三角関数の知識が必要です。
正答を求めて見ましょう。

     HZ904A2a2.jpg



【H29年4月 HZ904 A3】

HZ904A3.jpg
電圧と静電容量と電荷の問題は過去から何度も出題されています。
    過去の出題と解き方は ⇒ こちら 。
今回の問題はH27年4月(HZ704 A-4)の出題とそっくりです。(数値を少し変更しただけです)
    H27年4月(HZ704 A-4)の解き方は ⇒ こちら  ですが,ま~解いてみましょうか。

     HZ904A3a2.jpg



【H29年4月 HZ904 A4】

HZ904A4.jpg
この問題も繰り返し出題されています。
   解き方がわからない場合は ⇒ こちらを参照ください。

                       
                    正答は番号2(300pF, Q=11)となりましたか?


【H29年4月 HZ904 A19】

HZ904A19.jpg
この問題も繰り返し出題されています。
   過去の出題と時方は ⇒ こちら へもどってください。
今回の出題は「算術の巧みさ」を試しているような感じです。
   HZ904A19a.jpg
   電圧反射係数とは何か? 実際にはどのような時に使うか?については,
    全体目次 ⇒こちら の中の次のページを開いてみてください。
    項番号:B4.フィーダー上の高周波電力(進行波と反射波)  ⇒こちら 
    項番号:B5.SWR値と反射波電力とアンテナへ進む電力(同軸とハシゴフィーダ比較) ⇒ こちら



【H29年4月 HZ904 A20】

HZ904A20_2.jpg
この問題も繰り返し出題されています。過去の出題と解き方は ⇒ こちら を参照ください。

今回は趣向を変えて3つの方法で解いてみましょう。
【三角関数の式から解く方法】
     HZ904A20a1.jpg

【電離層の高さ・受信点までの距離・臨界周波数の式から解く方法】
     HZ904A20a5.jpg


【三角関数もルートの計算も教わっていない小学生の解き方】
     HZ904A20a3.jpg

以上の3つの方法の中の2番目は電離層の入射角度が不明の時も利用できるので活用範囲が広いです。
3番目の方法を見て 「え~こんなのアリ~??」と思ったでしょう。
出題の図の精度が良い時だけ利用できます。(小学生限定の手段ですね~ HiHi)
但し,試験会場へ小学生用の定規の持ち込み不可ならダメですがね~?(電卓・計算尺はダメですが・・・)

まじめな話に戻ります。
「三角関数の式」と,「高さ・受信点までの距離の式」は異なる式に見えますが同じものです。
前者から後者の式の導き方は  ⇒ こちらのページ へ戻ってください。





【H29年4月 HZ904 A24】

HZ904A24.jpg
この問題は2アマレベルの出題です。
ひまつぶしに解いてみましょう。
     HZ904A24a.jpg


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【感想】
今回の試験問題の中には「算術の巧みさ」を試しているような出題がありました。
その分,前年12月や前年8月より「その分だけ」難しいとも言えます。
試験問題の作成担当の方々は限られた範囲の中で「どのようにして目新しさを出すか」など苦労しているのでしょう。


1アマ試験の目次は ⇒ こちら    総目次は ⇒ こちら







  1. 2017/05/31(水) 16:36:59|
  2.   1アマ_無線工学のコツ
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