電解コンデンサのオーバーホールが終わるまでの間は中身をばらした状態のままなのでいろいろ結線がチェックできる良い機会。

今度はALC Ampのゲイン制御信号線（緑）のしっぽがどこにつながっているか調べてみた。

するとリアパネルにあるパワートランジスタのひとつに接続されているのを確認。

後ろのパワートランジスタはレギュレーター用かとばっかり思っていたがそうではなかった模様。

ついでにリアパネルのネジを外して外れるかどうか見てみたり、パワートランジスタを覆っているカバーを外してトランジスタの型番をメモしたり。幸いにしてこれらのパワートランジスタはすべて良好な状態である（と思われる）。



実はこのパワートランジスタの一部に容量抜けしてそうな電解コンデンサが一つ空中配線されている。どうやら交換できそうな感じではある。



さてこれから秋葉原に出かけて部品を買ってこよう。

ちょっと出かけるのが遅れて秋葉原に着いたらもう少し暗くなっていた。

ただでさえ日曜日はパーツ屋さんは休みが多いので遅い時間になると店じまい寸前。

結局千石電商とかはそろっているといっても低電圧タイプだけで最高でも50Vのものしかなかった。

鈴商にだけは真空管用の高耐圧の電解コンデンサが置いてあった。けれども63vというのは中途半端なためかほとんどない。あってもちょっと大きすぎる。

10uF 63VというのがSMLUでは沢山使われているのだけれども、これが無い。10uF 100Vとかいのはある。それにしようか迷ったけどガード下のパーツ屋さんをチェックしてからと思って一旦店を出た。

けれでもガード下はお休みかもう店じまいしてしまったらしくどこもシャッターが閉まっていたり、今から閉めるところだったり。こんな閉店時間帯に続々と士官の制服を着たインド人グループとすれ違う。海軍士官学校の練習航海で日本へ立ち寄ったのだろうか？

やはり日曜日の部品集めはだめだな。明日にでも出直そう。

鈴商にはハーメチックシールタイプのタンタルコンデンサも置いてあった。種類は豊富ではないけれどもSMLUでも要所には使われている。タンタルコンデンサは短絡していなければ交換の必要は無い。むしろ新品に交換するとそれが初期故障する可能性の方が高い。今まで短絡しなければ今後も短絡する確率は少ないのでそのままにしたほうが良いらしい。

電解コンデンサは全部取り替えよう。電源の平滑用大容量コンデンサもCメーターで測った限りでは容量抜けは無いものの古くなるとスパイクノイズとかの原因になるので。しかしどれも63V耐圧のものなので入手が困難。

日米とかで中古であるかもしれないが、オーバーホールにいつ製造されたかわからない年数の経過した電解コンデンサを使うというのもリスクがある。湿式の電解コンデンサは生のもなので製造後年数が経過すると寿命もそれだけ短くなるので破棄される。そういうのがヤフオクとか現品.comとかに流れるわけで。実験用とかならいいけど製品とかには使えない。中古測定器のオーバーホール程度ならいいのかも。

一応コンデンサを交換する前に他の部品が壊れていないか（特にトランジスタ）確認しようと思い、ちょうど変調アンプは電源も基板上で他の回路から独立しているためやってみた。

実験用電源で15v程度を加えて、変調入力として手近なオシロスコープの1KHzの1vpp矩形波をつないでみることにした。

出力側をオシロのACカップリングで観測すれば、増幅された波形が観測できるはず。

しかし、やってみたらほとんど何も出ない。

入力側から順番に波形を確認することにした。

入力は確かに問題ない1Vppの矩形波が来ている。

その後に初段のトランジスタのベース電位を観測してみるとかなり減衰して鈍った波形が見える。これは入力側に入っているベース電流制限抵抗とベースバイアス抵抗との分圧で減衰しているからだろう。と思った。

しかし電流制限抵抗は2.7Kで、ベース抵抗は33Kだ。そんなに下がるはずがない。

それでも動作点としてはリニアなはずなのでコレクタ電位を観測すれば振幅が大きくなっているはずだ。

が、変わらない。

今度は後段のトランジスタの動作を確認するためにエミッターをACカップリングで観測して、ベースに1Vppの矩形波をコンデンサを介して与えてみた。

するとエミッタフォロアー回路なので増幅率は１だが確かにエミッターに入力と同じ波形が出ている。ということは後段のトランジスタは壊れていない。

前段のトランジスタが壊れている可能性が高い。

更に1Vppの矩形波を前段のトランジスタのベースに加えてみたが、やはりコレクタ電位には同じレベルの波形が現れるだけだった。

試しにエミッターに与えてみた、驚いたことに極めて大きな増幅波形がコレクター側に現れた。

なんだこれは。

1Vppの入力がだいたい10Vppに増幅されているので１０倍(10dB)のアンプとなっている（設計とは違う動作だが）。

しかし何故エミッターに加えると出てくるのか。

実装状況を見てみると間違っているはずもない。

やはりトランジスタの中がどうにかなってしまっているのだろう。

ちなみに前段のエミッターに入力を入れて増幅している状態で後段の出力を容量の抜けた電解コンデンサを介して観測してもちゃんと10Vppの波形が見える。

ということは前段のトランジスタの故障ということが確定した。

例の電解コンデンサは容量抜けしているが、0.01uFもあればACカップリングとしては十分らしい。

しかしエミッター入力で増幅された波形には奇妙なノイズが重なっている。



エミッター入力で増幅している際にベース電位を観測しても何も現れない。

奇妙なノイズは非常に高い周波数までスペクトルをもったホワイトノイズらしい。オシロのタイムベースを上げていくと際限なく測定周波数が上昇していく。200Msのオシロで最大200MHzとか表示が出る。低いレベルのところで電子雪崩効果が起きているのかもしれない。期せずしてアバランシェ増幅効果を引き起こしているということだろうか。

ということでこのトランジスタはちょっと変質してしまっているようだ。

代替のトランジスタを見つけないと。

BCY59IXは古い時代のトランジスタなので直接互換なトランジスタは現在は存在しない。

けれどもAF帯域で10dB程度の増幅であれば沢山手持ちのある2SC1815が使えそうだ。耐圧も遙かに凌いでいる。FtはBCY59IXが200MHzなのに対して2SC1815は80MHzだがオーディオ帯域で使う分には無視してよいだろう。

取り替えてみるか。

そういえば異常な発振を引き起こすVCOの電源制御にもこれと同じトランジスタが使われているのを思い出した。もし似たような現象が起きているとすると、200MHzの電源スイッチングが起きてしまうことになる。VCOの異常発振はそれが原因か？

新たな展開が

検索すると今でも売っているらしい。

日本からも注文できる単価は458円。

この際まとめてリペア用にストックしておくか。

Semiconductors from Dönberg Electronics


Husky International Electronics

とりあえずトランジスタを2SC1815に付け替えてみた。

で測定し直してみた。

やっぱり増幅してくれない。

入力信号源代わりに使っていたオシロのCAL出力線を誤って変なところに接触してしまった。

CAL出力回路が壊れてしまったらしく出力レベルが下がりノイズばかりが目立つようになってしまった、大失敗。

で2SC1815のエミッタにそのへたったCAL出力をACカップリングでつないでみた。

コレクタに増幅された波形が出てきた。0.05Vpp入力に対して5Vpp出ている20dBの利得だ。

なんなんだこれは。

理解に苦しむ。

オシロも修理しないと。CAL出力のドライバがやられたようだ。

シミュレータのパーツライブラリになんとBCY59のモデルが含まれていたので回路シミュレーションしてみた。



これのシミュレーション結果は以下の通り、入力はローパスフィルタによって減衰されてしまう。



実際の回路を同じ条件で測定するとシミュレーションとよく一致している。



ということでこの回路は増幅器ではなくLPFだったということに。

減衰は主に初段のベース入力回路のCRで構成されたローパスフィルターによってもたらされている。1uFのコンデンサが無いとこの回路はわずかに利得のある増幅器として動作するが増幅率はわずかなのでもともとLPFとして設計されたものだろう。

ということでトランジスタの故障ではなかったという結論に至った。やはり出力のカップリングコンデンサの容量抜けで更に減衰しているということでしかない。

ちなみに出力カップリングコンデンサを実際に今実装されている0.01uFに容量抜けしたものでシミュレーションしてみると負荷をつなげた状態では出力がほとんど出ないことがわかる。



しかしこの回路で初段のエミッターに信号を入れると増幅動作をするというのはおもしろい発見だった。

うっかり壊してしまった虎の子のGOULDのオシロのCAL回路。

修理のために故障部位の特定をしようと初めてカバーを開けてみた。



予想していたより中身は近代風の作りである。面実装基板が一面に見える。

問題のCAL出力の端子付近をみたらすぐ近くに関連回路があってそちらへ対基板コネクタ付きケーブルで結線されていた。



ピンぼけだが、その先にあるのはLF353MというOP Ampとチップトランジスタ及びチップ抵抗で構成された回路。

どれが壊れていても交換はできそうである。

次に問題のCAL出力端子がどこにつながっているか導通チェックしてみた。トランジスタにはつながっていない。

そしてLF353Mのひとつのピンでピーと連続してブザーが鳴った。ここから出ていたのか。

ということでOP Ampがやられたらしい。

幸いにしてまだ製造されている部品なのでDigiKeyとかから入手できればあとは交換するだけで済む。

よかった。

トランジスタを交換してみた時に気づいたのが、スルーホールでなくてもVIAが入っているということ。というか片面基板でも全部のリード穴にVIAが埋め込まれているようだ。

トランジスタの３本の足が入る穴にVIAがしっかり入っているので半田吸い取り線では半田が取りきれない。

久々に手動半田吸い取り機を使おうかと思ったけど、それならそうと完全に貫通するまでリード線を通さなくても動作確認程度なら導通していればいいかと割り切った。

これからコンデンサとか電流の流れる部分を交換するとなるとちゃんと足を裏まで通さないとまずいだろうけど。

それにしても作りがしっかりしているのには驚いた。

仕様上ではHP8640Bの周波数安定度はSMLUよりも良いことになっている。ただそれは温度が一定の場合だったりする。

基本は空洞共振器による発振回路なので温度の影響を受けやすい。

なので仕様上では温度に対する変動率が50ppm/℃とかだったりする。温度１℃変化すると50ppm未満の変動があるということだ。

フェーズロック時にはもちろん水晶発振子の安定度に準ずる0.05ppm/hourとなっている、これも温度が一定の場合。フェーズロック時でも温度が変化すると源発振周波数の安定度はフェーズロックが無い場合と一緒なので温度変動が大きい場合はバリキャップでの補正範囲を外れてロックが外れてしまうこともあり得る。なのでそれらの条件を加味して2ppmということになっている。

今時のシンセサイズ方式のシグナルジェネレータであれば最初からフェーズロックがかかるのとVCOが使用されているのでいくら源発振が温度ドリフトしても修正することが可能であるのと見比べると見劣りするのは致し方ない。

手持ちのカウンターは基準周波数の安定度が0.5ppmなのでフェーズロックしていない場合のHP8640Bの安定度を測るには十分。フェーズロック時にはこれよりも２桁以上高安定な外部基準周波数源（ルビジウム発振器やGPS基準周波数発振器）を使用しないといけない。そんなものはあるわけもなし。

暖気運転開始時は一見して超安定して見えるが、すぐに急激に変化し始める。発振器の温度が上昇し始めたのだろう。

３０分ぐらい過ぎるとまた最初の頃のように安定してくる。内部の温度が安定しだしたのだろう。

この時の変動具合をみるとやはりSMLUより少ない。変動が４分の１と思ってさしつかえない感じだ。上位５桁ぐらいは安定して変化しない。

この状態でフェーズロック動作にするとぴったり７桁まで安定する。８桁目がカウンター側の安定度が低いのでコロコロ変わる。実際の信号はもっと安定しているはず。オーブン型の基準発振器を使えば１桁安定度があがるので８桁全部安定するかもしれない。

PLLはすばらしい。こういうちゃんとしたPLLを作るのはもっとすばらしいことだけど。

PLLも昔から自分にとっては魔法の回路だった。今もそうだけど。

のびのびになっていた交換用のケミコンを秋葉原で買い集めてきた。



結局63v耐圧品は置いてないところが多く、以前液晶ディスプレイ用のを買ったガード下の店でまとめ買い。

63vで無いやつは100vのがあったのでそれで代用。

ついでに電源平滑用の大きなものも買ってきた。元々ついていたのと比べれば高さが半分である。

他のコンデンサにも共通することは昔と違って電解液の性能が飛躍的に向上したため小型になっているということである。

念のため全品Cメーターで容量をチェック。問題なかった。

SMLUは古い時代のつくりなので銀入りの半田らしく半田の融点が高いらしい。その点安い半田よりも導電率は良いと思われる。少し大きめの容量（３５Ｗ程度）のはんだごてを使わないと解けないし綺麗に仕上がらない。

導電率が高いということは熱伝導率も高いので思ったより手こずるかも。