TRIO TS−520V 100W改造(TS520S化)

マーカーの設置

では次に、オプションの25KHZのマーカーの設置です。
これがあるとSSGが無くても取扱説明書記載の方法の調整が楽に出来ます。
で、何もオリジナルの基板を探して購入する必要も無いので、電源電圧9Vで動作する物を取り付けりゃ良さそうです。
高い発振精度を要求する訳でもないので、穴あき基板で適当に作製してみました。
安価で買った4MHZの水晶があるので、これを原発にし、160分周する事にしました。
普通ならば、CMOSインバータで発振させ、それを8ビット以上のCMOSバイナリカウンタ等、1個(4040・12BitBinaryCounter等)で、25KHZまで分周させ、IC2個で製作可能と思われます。
そして10MHZ水晶なら、出力周波数の各種設定が可能と思われます。
しかしながら、若い頃に買ったTTL・ICがいっぱいジャンク箱にありますので、今更ながらのTTLで25KHZマーカーを作ってみました。
最初Trによる無調整発振回路で4MHZを発振させ、その出力をカウンタICに入力しようと思っていたのですが、せっかくなのですべてTTL・ICで組みました。
SN74LS00で4MHZの水晶発振を行い、SN74LS90とSN74LS93の2段で160分周して25KHZを作っています。
ICソケットを使用しているのは、ソケットも大量にジャンク箱に在庫があり、使い切れないと思われるからです。

以上で、TS520VのTS520S化作業は終了と思いますが、後何かVタイプとSタイプの差異はありましたっけ?

↑今回使用した新品ケミコンと外した旧ケミコン

↑↓改造前の整流基板

↑アース部(緑)と高圧部(整流基
 板800V端子へ行く)高圧コード
 (赤)
 それらコード類をハンダ付け
 ハンダ付け部分を段ボールで囲み、
  さらにフィラメントテープを巻く
  ブロック化ケミコン完成

↑ケミコンの仮配線とケミコンテスタによる、電源回路DC800Vラインへ加電圧試験、下図に続く・・・

↑50V→140V→280V→420Vと段階的加圧した所、電流計は1mAを切っています。

↑×10レンジで見た所。
0.7mAの電流に落ち着きました。

↑ケミコンをケースに固定(裏面より)

↑電源回路の改造終了(拡大します)

↑改造配線終了したファイナル基板
 (クリックで拡大します)

↑ケミコンをケースに固定(上面より)

TS520V 100W改造 及びTS520S化の当局が行なった手順

昔憧れていたTRIO・TS520です。
オークションでTS520V10W機を落札しました。
電源を入れてみると、とりあえず送受信OKなので、100W改造を中心にTS520S化を試みてみました。

注意事項(必ず読んでください)
大雑把に書いていますので、記載内容がイマイチ解らない人は、危険ですので決して行なわないで下さい。
高電圧がかかる部位ですので、感電による命の危険があります。
この改造事例の参考で第三者に何があっても当局は一切の瑕疵を負いません。
電子工作は楽しいですが、自己の技術と責任で行なう事は、常識的お約束です。
また、当局が入手したTS520Vは前所有者に改造されている可能性も在りますので、この記載内容がすべてのTS520Vに当てはまるとは限ら無い事をご了承ください。

ではまず、TS520Sの回路図を入手し、よく読みます。
(特に電源周辺とファイナル基板)
ついでにKENWOODにも取扱説明書がPDFファイルで存在しますので、
これも入手します。
この取扱説明書は回路図が無いため、改造の時点ではあまり役立ちませんが、改造後の調整で使用します。
TS520Vそのものの回路図は、探しても入手できませんでした。

ではFinal 基板から

スクリーン電流は30mA流れたとすると0.09Wの電力消費ですので、通常時はそれほど電流を消費しないと思いますので、1/4Wでも大丈夫と思われます。しかし、1/2Wの手持ちがあるので、1/2Wの抵抗を使用してます。(オリジナルも1/2W)

用意するパーツ
0.04uF程度のセラコン 4〜5個
1KV0.01uFセラコン 1個
1/2W100Ω抵抗
グリッドパラ止め
真空管ソケット
太目の配線コード少々

当局が行なった手順(基板には配線ハンダ付け部分がすでにあるのでわかり易いです)
@まず、プレートキャップと真空管を外し、基板固定ネジを外します。
接続されているコード類を外すと楽なのですが、私はそのまま配線しました。
A既設ソケット5ピン付近にある15Pのセラコンと、でかいセメント抵抗を外します。
B真空管ソケットをハンダ付けします。ハンダは必要十分に使います。
Cグリッド配線
グリッド用のパラ止めを、すでに装着されているのと同じ様に作成します。
そして、既設のパラ止めの根元付近から新設ソケット5ピンへ接続
当局はほぼ同じソリッド抵抗(47Ω1/2W?)使用の外し品のパラ止めを使いました。
Dヒータ配線
既設ソケット7ピンから新設ソケット2ピンヘ太目のコードで接続
ついでにFのコード配線もやっておくと良い
既設7ピンからアースへ0.04uFのセラコンを接続
できれば新設ソケット2ピンからもアースへ0.04uFのセラコンを接続
Eスクリーングリッド配線
RFCから既設ソケットへ配線がありますので、そのRFCから新設ソケット3ピンへ
1/2W100Ωの抵抗を配線、新設3ピンからアースへ0.01uFセラコンを配線
Fカソード配線
既設ソケット1ピンからから新設ソケット1ピンヘコードで接続
新設ソケット1、4,6ピンとアースにそれぞれ0.04uFセラコンを配線

次に整流基板およびトランスとコンデンサ配線

疑問点
最初、TS520Sの回路図を見た時に、真っ先に変だと思ったのが、トランスのAC800Vを倍電圧整流して、その出力がDC800Vと記載されている事でした。
このままの回路図からではDC1600Vが出力されるのでは?
その割りに各部品の耐圧が満たされて無いですし、そもそも真空管の耐圧をも超えており、どうなっているのか不安です。
もし額面通りの電圧なら、手持ちのテスタの耐圧が低くて、チェックできません。
しかしながら、上記整流基板作業途中に電源トランス負荷無しオープンの状態で、マルチメータのACレンジで恐る恐る測定してみると・・・
0V〜400V端子間の交流電圧(実効値)は310V
0V〜800V端子間の交流電圧(実効値)は350V
と言う結果でした。まあ、予想はしてましたが、納得納得

用意するパーツ
500V100uFケミコン 2個
1KV0.01uFセラコン 2個
470KΩ1W6個(680KΩ1/2W)
*1KV・1Aダイオード4個
6Aヒューズ1個
高圧配線コード少々

問題点
通信販売頼みの田舎では、高圧のブロック型ケミコンがサトー電気にも無く入手難です。
オークション等で新品の出品がありますが、身長が高い(80mm〜90mm前後)のが多く、60mm以下でないと、まともな取付ができません。
同機器取外し品も出品されていますが、容量測定やケミコンテスタ等での加圧試験もしていない物の出品と思われるし、その割りに結構高価です。
そもそも何十年も前のジャンクケミコンの購入は不安です。
ここは工夫が必要です・・・
私は350V200uFを直列使用にしようか、500V100uチューブラ型に使用かと悩みましたが、結局プライドの無い私は、取付は悪いですが、安かったチューブラ型にしちゃいました。
ダイオードはTS520Vの回路図が無いため、何を使用しているのか不明な点が心配です。
多分TS520Sの回路図にあるVO8J(800V1.1A)と思われるのですが、証拠は無いです。
そうならばそのまま再利用できる事となりますが。
因みに、ドライバ(12BY7A)やSG用電源の整流ダイオードもTS520S回路図では同じ物となっており、TS520Vの基板では、実際これらD1〜D6は同じ物に見えます。
倍電圧用整流ダイオードや高圧ケミコンに並列に接続されている、470KΩの抵抗は、それぞれ400V掛かるとすると0.3W強程度の電力消費する計算となります。
となると1/2W型では余裕があまり無く、1W型の使用が安全となりますが、
手持ちの1/2W抵抗を使うと、2個〜4個で合成しなければならず、面倒なので却下。
抵抗値を680KΩとすると消費電力は0.25W程となり、1/2Wでも大丈夫そうです。
部品箱には1/4Wと1/2Wしかないので、当局は1/2W680KΩを使用しました。

当局が行なった手順
本体ケミコン500V・100uFに接続されているすべての配線を外します。
無論、この立型ケミコンも外します。

整流基板(RECTIFIER UNIT X43-1090-00)とHV基板(X43-1110-00)の取付ネジを外します。
整流基板上の端子「800」「400」「AC800」の赤コードを解きます。
同じく近くの端子「GND」も解きます。

余談ですが、
ここで、整流基板面の印刷と部品配置(ダイオード)が違っている部分があるはずで、D1とD4の向きが逆接続しています。
また、R1はジャンパー線となっており、R2,R3,R4は無接続となっています。
「AC800」端子にはトランス0V端子、「800」端子にはトランス400V端子へ接続されており、400Vのブリッジ整流しています。

さて本題ですが、配線は高圧コードを使用しました。
R1部分とD4とD1の間のジャンパー線2本を除去します。
D1と基板アースに点線がありますが、その通りにジャンパー線をハンダ付けします。
回路図通り整流基板のR1,R2,R3,R4に470KΩ1Wを取付、と言いたい所ですが、ここは手抜きで1/2W・680KΩを取り付けました。
逆向きだったD1,D4を外し、基板上の印刷通りに再取付します。
と言いたい所なのですが、この基板の既設配線を除去しないでの手抜き作業のため、ダイオードの取外しが面倒だったので、再利用はあっさり諦め、
ダイオードはすべて切断除去、ジャンク箱に転がっている1N4007に交換しました。

次に高圧ケミコン500V100uF2個の配線します。
価格と入手の関係で500V100uFチューブラ2個を使用しましたので、下準備が必要です。
写真の様に段ボールの切れ端とフィラメント・テープでがっちりと固定してブロック化しています。
このテープは当局がパソコンの組立(自作とも言う)時のコード等の固定に良く使用するテープで
極めて丈夫でFBです。(人間の力程度では伸びたり千切れたりしません。)
ここも並列抵抗は回路図通りの470KΩでは無く、680KΩを使用しています。
まず、+−間に1KV0.01uFセラコンと680KΩを並列接続しておきます。
高圧側(まず1つ目)のケミコンの+端子に整流基板の「800」端子より配線、
−端子にはトランスの0V端子からのコードを接続、
さらにここに中圧側(残りのもう一つ)のケミコンの+端子からのコードを接続。
中圧側のケミコンの−端子は傍のアース端子へ接続。

整流基板の「800」端子とHV基板の「800」端子を接続
整流基板の「AC800」端子とトランスの800V端子を接続
整流基板の「GND」端子とブロックケミコン穴の傍のシャーシ・アース端子を接続

↑ ケミコン間に段ボールを挟む
それをフィラメントテープで固定
CR類をハンダ付け
ケミコン間とCR部分に段ボールを挟む

↑ 反対側から見た所
 電圧中間部(トランス0V部分)へ
 接続用の高圧コード(白)をハンダ
 付け

↑ さらにテープを巻く

配線ミスのチェックを十分に行い、DC800Vラインをケミコンテスターにてチェックを行ないました。
50V→140V→280V→420Vと電圧をかけて行き、テスタによる実測400Vで0.7mAの電流で落ち着きました。
ケミコンやダイオードに並列抵抗がありますので、実際のケミコンの漏洩電流は0.2〜0.3mA程度と思われます。
いきなり電源を入れ高圧を発生させるのは心臓に良くないので、
真空管をセットしないでのこの低圧からの加圧チェックは安心でFBです。
テスタの電流値からどうやら大きな配線ミスは無いようです。
ケミコンテスタは、RFプローブやシグナルインジェクタと並んで、真空管セットの修理や製作に大変便利です。詳細は「ラジオ工房」内尾氏のHPをご参照下さい。
さて、しばらく様子を見ましたが、異常はありませんでしたので各部ネジ止め・固定をしっかり行います。
ブロック化ケミコンは写真の様に結束バンドでがっちり固定します。
以上で電源部の改造は終了です。

今度はプレート配線を行ないます。
用意する部品
パラ止め
プレートキャップ
真空管(S2001,6146B等)2本
AC100V空冷ファン

パラ止めを既存の物と同じ様に作製し、プレートキャップを付けます。
プレート側RFCの、既存のパラ止めと同じ所にハンダ付けします。
オリジナルは47Ω(1W?6mmφ)のソリッド抵抗に1φ強程のスズメッキ線?(不明)の様ですが、当局はジャンク箱に在った、かなり古い1mmφのポリウレタン皮膜線(UEW)を直径6mmのソリッド抵抗に3ターン巻き、その内側に手持ちの関係でジャンク箱に転がっていた、40Ω(2W?不明,ソリッド抵抗と大体同じ太さ)の抵抗を使用してみました。
プレートキャップはヤフオクで、前での高圧ケミコンと一緒に新品を購入しました。(落札単価は高圧ケミコン400円、プレートキャップ250円でした。)
当局入手のTS520Vは、空冷ファンが純正ではないですが何故か元々装着されていたので、そのまま使用しました。
以上で配線は一応終了ですが・・・

では、TS520Vの電源を入れてみます。
一瞬の緊張時間が過ぎたら、手早く整流ユニットの電圧チェックします。
問題無いなら、ヒューズを6Aに交換して、ファイナル真空管2本を挿入し、
異常動作が無いかチェックし、無ければ調整に入ります。

所が、電源部では無負荷900V以上発生しているのに、終段管のプレート電圧が不定で計測できません。
ヒータONにしてみると、受信時何やらポツポツと雑音が発生し始めました。
変だなと思い、作業台を暗くしてみると、パチパチ放電している所があります。(恐ろしや・・・)
よく見るとファイナルの負荷RFCの前の3uHのRFCと高圧セラコンとの交点付近の様です。
このRFCの断線でしょうか。
で、RFCを除去してみると片方側のコイルとリード線がハンダ付け不良による接触不良で、引っ張ると簡単にコイル線が取れてしまいました・・・
交換部品の在庫は無いので、余りリード線で取れたコイル線を挟み込んで固定し、ハンダ付け補修しました。
これで、放電は無くなりました、めでたしめでたし・・・

↑パラ止めとプレートキャップをハンダ付けして増設

↑ファイナル管を装着

↑ 問題のRFC
  余りリード線で取れたコイル線を挟み込んで固定し、ハンダ付け補修した。

↑ 小さいRFCの左側(コンデンサ側)から放電

ファイナル管中和調整

KENWOODからダウンロードした取扱説明書に沿って、中和調整を行ないます。
当局は真空管は元々の1本とTS520Xからの抜取り品のS2001を使用しました。
TS-520X・V等10W機はファイナル管を軽く使用しているので、その抜取り管はTSTS520D・Sのそれと比較して元気な事が多い様です。

パワー計とダミーロードを接続し、TS520Vの電源とヒータSWをONにし、CW・MODEにしました。
マイクとキャリアは左回転に完全に絞り、SEND・SWをONにすると僅かに送信出力があります。
DRIVE・PLATE・LOADを調整すると2W程度の送信出力があります。
因みにSSB・MODEではキャリア送信出力はパワー計では検出できませんでした。
で、キャリアを少しずつ出力してみます。
所がここで問題が発生、送信パワーが何故かオールバンドきっちり50Wしか出ません。
そこで、SG電圧を計測すると、受信時はちゃんと260V程度ありますが、CWモードでの
送信時にキャリアをゆっくり注入すると、それに合わせて、するすると電圧が下がり、
最終的には160V程度まで下がります。
TS520Sの回路図を見ると電源回路の210V出力はHV基板で、R7・12KΩで何故か減圧され、それからファイナル基板のSGに供給されていますが、この抵抗を一時的にショートしてみると、無事オールバンド100W前後が出力されるようになりました。
よって、HV基板を外して抵抗をジャンパ線に交換しようと思ったのですが、またHV基板を外して作業するのは面倒なので、HV基板の210端子とFSB端子間をビニール線で接続配線し、結果的にHV基板内のR7・12KΩをショートしました。

さて、ようやく本題の中和調整です。
ANT端子にパワー計とダミーロードを接続したまま、21.3MHZでフルパワー調整します。
SG・SWをOFFにして、ANT端子のRF電圧を計測します。
中和バリコンを調整してRF電圧を最小にします。
当局はTS520Vのシャーシ内面のM型コネクタへの配線に直接オシロスコープのプローブ(と言っても、ケーブルの先は、みの虫クリップですが)を当てて計測しました。
まずフルパワー調整し、そのまま電源の入った状態では感電が怖いので一旦電源を切り、
みの虫クリップをANT端子に接続後、再度電源を入れ、計測しました。
正確では無いですが、0.2V/DIVレンジ測定し、調整によりその最小値は0.1Vpp程度でした。
以上で、TS520Vの100W化作業は終了です。

↑ マーカー基盤の作製
穴あき基板をカットし、ネジ穴とトリマ用の穴を開けた所

↑ マーカー基板の取付
製作後マーカー用の場所に置いて各配線接続した所
マニュアルではRF出力は1.5D2Vで配線接続となっているが、持合わせが無いので、単線の被覆線をよじって接続した。
手抜きですが、この撚り配線の接続により受信感度が殆ど落ちる事も無く、RF出力も強過ぎず弱過ぎず必要十分です。
基板は実験しながら配線したので、ハンダ面は銅箔が剥がれている所もあり、裏面は他人には見せられません・・・
久々に工作してみて、穴あき基板の使い方は、若い時より確実にへたくそになりました・・・

↑ 製作した25KHZマーカー回路図(拡大します)
C1とC3の20Pは無くてもちゃんと発振します。
※ 詳細は実験コーナーを参照

↑ HV UNIT(X43-1110-00)
 210端子とFSB端子間を緑の
コードで接続

↑RF基板上のFETの交換
小さい3SK74基板をFETのソケットに、そのまま挿入した。
この画像ではMIX・FET(3SK40)部分(画像中央)も交換してあるが、この部分の交換は効果がほとんど無いので、3SK35(画像右上)の交換のみで必要十分でした。

受信調整

当局が入手したTS520Vは受信感度が結構悪かったので、せっかくですので、マニュアルにしたがって受信調整してみました。
S・METERの0点調整
これをしたら、SSG出力100uV(40dBu)でS3程度しか振りません・・・
ANTcoil(S・METER)-MIXcoil(S・METER)-DRIVEcoil(ALC・METER)
これは少々感度アップしました。
AGC電圧調整(3.3V)
この電圧が低かった事もあり、この調整でかなり感度アップしました。
S・METER感度調整
3.5MHZまではSSG出力1uVでS1,100uV出力でS9調整し、S1で十分了解できる様になりましたが、7MHZ以上ではSメーターで1〜2程度、感度も含めて落ちます。
何度か行なってみましたが、マニュアル通りの調整では、これが限界の様です。
21MHZでも3.5MHZ並みの感度が欲しい所です。

感度補正対策

TS520は回路図を見るとダブルスーパで、8MHZ台のVFO式シングルスーパの親受信機に、マルチバンドのクリスタルコンバータと言った構成です。
ローバンドでは感度的に問題無さそうですので、親受信部はこのままで問題無さそうです。となるとクリコン部分(RFユニット)を改造するか、プリアンプを増設するか、となります。
大きなゲインが必要と言う訳ではないので、RFユニットの改造がお手軽と思われます。
と言う訳で、このRFユニットの高周波増幅用FET(3SK35GR)を別のFETに交換するだけと言う、超簡単・安価(100円〜200円程度)な方法で感度アップを行い、一見良好な結果を得ています。
この方法による改造で、実際に運用してみる事により何か不都合な点が発覚するかもしれませんが、その時はその追試結果をこのコーナーにて追加加筆します。
尚、詳細は実験コーナーをご参照下さい

TS-520良い無線機ですね。
アナログVFOも安定しており、バンド外のAM放送を聴いていても、それほどズレないし、SSB復調音も長時間聞いていて疲れません。

追記

TS520S/V用デジタルディスプレイの製作を公開しました