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S-Pixieで遊ぶ

自作

2020/12/292020/12/30

数年前に興味を持って調べたPixieという40mのCW QRP機。トランジスタ二つとIC一つという非常にシンプルな構成のトランシーバ。わずかUS$3程度で買える。しかし、調べれば調べるほどたくさんのバリエーションがあって面倒になって結局買わずじまいだった。

その後、NanoVNAとかtinySAとかを手に入れたら、実験素材としてPixieが面白いんじゃないかと思い始めて改めて調べてみた。

もくじ

S-Pixieとは？
1. 改良点
2. 仕様
S-Pixieの情報
組立て

S-Pixieとは？

調べてわかったのが、S-Pixieというのが色々と改良されたバージョンだということ。おそらく、LXQQFY.comというところが、公式の開発・販売元。マニュアルも公開されている。

LXQQFY.com S-pixie ⇒ http://www.lxqqfy.com/e/product.php?id=S-Pixie

このサイト、接続が遅くて不安定。気長に待つしかない…。

改良点

マニュアルから特徴（改良点）を拾ってみるとこんな感じ。コメントをはさみながら。

抵抗を寝せて実装（ショートによる事故回避）
電源端子の無極性化
- 同時に13.8Vへの対応
  - 電源入力部ブリッジダイオードを挟んでいる
  - それでプラス・マイナスがどっちでも大丈夫
  - しかし、ブリッジダイオードによる電圧降下がある
  - その電圧降下によって「13.8VもOK」ってことになっているのかも
送信ブザーとLEDを追加
- 要するにサイドトーン
- ブザーはジャンパで切れる
アクリルケース

仕様

こちらもコメントをはさみながら。

供給電源: 9～13.8V、500mA以上（バッテリを推奨）
アンテナ: 50Ω、SWR<2.0
受診時電流: 20mA
送信電力: 1.2W
- 本当にこんなに出るのかなぁ？
- 電力増幅段のトランジスタの8050はPcが1Wとは言え…
- トランジスタの8050についてはこちら（にあるPDF）の資料が詳しい
  我孫子おもちゃ病院壊れたおもちゃ無料で治療します。
  おもちゃに良く使われる海外トランジスタについて新規ページ
  https://abiko-toy-hospital.jimdofree.com/資料集-1/おもちゃに良く使われる海外トランジスタについて新規ページ/
  おもちゃに良く使われる海外トランジスタについておもちゃによく使われるトランジスタに8050と8550と言うものがあります。同じ名称でも特性や脚の配置などが異なっています。部品を交換するときの注意点、代替品を使う場合の選択の手助けとなりますので活用して下さい。
- しかし、TO-92パッケージで1Wも食わせたらものすごく熱そう
- ブリッジダイオードによる電圧降下を見込んで13.8VをOKとしているのだとしたら、ブリッジダイオードを取っ払って13.8Vを掛けたらトランジスタが燃えるか？
- キッチンアルミテープを貼って放熱するというアイデアがあった（オーディオアンプの例）
  new_western_elec
  
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  最終段トランジスタの放熱対策 - new_western_elec
  https://nw-electric.way-nifty.com/blog/2012/12/post-9ae0.html
  フルディスクリートヘッドホンアンプ基板をミニパワーアンプ化して大音量でならし続けると最終段は、かなり熱くなります。...
周波数: 7023kHz固定（X’tal次第）
- 受信周波数は多少変えられる（CWの受信ビート音可変という感じ）

S-Pixieの情報

上の公式サイト以外で見つけた情報。たくさんあるので目に留まったものをいくつか。

W5NOR - SCARS

Pixie 1/2 Watt CW 40 Meter Transceiver Kit - W5NOR - SCARS

~~https://w5nor.org/pixie/~~

The Pixie radio is a very simple 1/2 watt 40 meter CW transmitter / receiver. This page documents how to build the SCARS kit.

このページにはいくつかの資料へリンクがある。

S-Pixieのマニュアル

先のマニュアルのコピー ⇒ S-Pixie QRP Kit User Manual

Pixieの動作原理

⇒ How The Pixie Transceiver Works

送信時、受信時の動作解析。また、S-Pixieでの改良点の解説もあリ。

電源入力部のブリッジダイオードに関してはこんなコメントが。

But…
No free lunch.

Each diode
drops about 0.7
Volts.

ダイオードを二つ通るので、1.4Vほど降下。13.8Vを供給しても実際に回路に行くのは12.4V。9Vの電池をつないだら7.6Vにまで下がってしまう（計算上）。これだけで負けな気が…。

Pixieの歴史

初期のPixieからいくつかのバリエーションをまとめたファイル（S-Pixieは入っていない）。

⇒ The Pixie File

スプリアス対策

Pixieは高調波がかなり出ているらしい。回路図を見ると三素子のLPFが入っているのだけど、おそらく不充分なんだろう。ならば、もっと高次のLPFを入ればいいんじゃないか？

と思って調べてみたら、こんなサイトが見つかった。

Pixie Perfection | WB4SON

https://wb4son.com/wpblog/?p=2772

五素子のLPFを基板上に詰め込んでいる。なんとか載るもんなんだ。高調波は-60dBc以下に抑えられている。

組立て

ということで、S-Pixieを調達。ケースの有無のバリエーションがあったけど、アクリルケースを見てみたかったのでケースありの方で。値段が倍以上になってしまうし、それにも増して送料がバカ高いが仕方ない。まぁ、それでも全部で1,000円もしないけど。

AliExpressでの買い物だと楽天ポイントがもらえるのがちょっと嬉しい。

AliExpress~~やeBay~~での買い物で、楽天スーパーポイントがもらえる

なんと、AliExpressやeBayで買うと、楽天スーパーポイントがもらえるという方法があった（いつの間にかeBayは撤退した模様。残念）。アヤシゲなものじゃなくて、楽天がやっているサービス。いわゆる「ポイントサイト」。ポイントサイトって...

電源のブリッジダイオードは廃止して組む。代りに他のPixieのように逆接続時の保護用にダイオードを入れておく。

手元にポリスイッチがあるのでついでに入れておく（0.35A）。もう一つついでに、電源のパイロットランプも追加。

余談ながら、ベタGNDのviaが非常に少ないことが気になった。ないわけではなく、極端に少ない。まぁ、しょうがない。

電解コンデンサは国産品に変えておいた。10μFの手持ち数が二つだったので、386のフィードバックのところは積層セラミックで。

出力部のLPFはこの後検討することとして、省略。とりあえず、出力をBNCコネクタに直結。

この状態で、10Vで0.2W、13.8Vで0.4Wの出力だった。ただし、メータ（QPM-01）はきちんと校正したわけではないので、正確さは不明。概ねこのくらいだろうということで。

5Vの３端子レギュレータに4.7Vのツェナーダイオードを噛ませたので、9.7V。この電圧・電流計もどの程度正確なのか不明だけど、割とちゃんと出ているっぽい。電流の方はわからないが。

安定化電源の出力は13.8Vのはずだけど、細い線で1.5mくらい引っ張っているので、少し降下しているみたい。

13.8V（0.4W出力）だと、電力増幅段のトランジスタがあっという間に手でさわれないほどに熱くなる。もし、送信出力が本当に1.2Wも出たら火を吹くかも？それは大袈裟か。ちなみに、トランジスタを2N3904に変えてみたら送信電力は確認できなかった（0.0Wと表示されるので、100mW未満）。

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