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IC721という古いHF無線機がある。35年ほど前に購入した安物の機械。
回路はシンプルなアナログ機で基板も現代のような表面実装型ではなく、個々の部品をプリント基板に挿入し半田付けする古典的な構造だ。このため部品交換や改造がし易いし、故障しても修理が容易で気に入っている。これまで何度も故障したが自分で修理して現在も使用可能な状態にある。この無線機に自作のアナログインターフェースを取り付けてFT8を運用していたが、その送信信号をIC7300のオーディオスペクトラム表示でモニターしてみると重大な問題のあることに気が付いた。

低周波信号を入力すると2次3次の高調波が大きく、第2次高調波を見ると最大出力時―20dB程度にまで達する。1500Hz以上ならSSBフィルタの帯域は2400Hz程度なので第二高調波は3000Hz以上となって抑止できるが、例えば300Hz～1200Hzの入力だと第2高調波が600Hz～2400Hzに発生しフィルタは通過してしまう。結局周波数の低い領域で使うと帯域内スプリアスを発生させて他局に迷惑をかけることになる。

最新の無線機ではFT8の信号波生成をUSB接続のデジタル処理で行うため非常にクリーンで、このような問題は発生しなくなった。一方古い無線機でFT8を行う場合は、PCで生成したアナログのFT8低周波信号をSSB送信機のマイク入力に接続し、平衡変調を行ってDSB波形を生成したあとフィルタで片側波帯を切り落としてSSBを生成する。得られた信号は振幅変動のないFM波に近いものとなるため以降の増幅器が非線形であっても歪を生ずることはない。しかしその前段である平衡変調器までは振幅変調が行われるので回路に非線形性があると信号に歪を生ずる。つまり平衡変調器及びその前段の低周波増幅器までの回路に非線形性があると信号に歪が発生する。これが第2第3高調波歪として現れる。IC721でも歪を発生させているのはマイクアンプと平衡変調器のいずれか又は両方が考えられる。
IC721は元々スピーチコンプレッサのような積極的に歪を生じさせる回路はないので歪の発生源は限られる。以前マイク入力部にダイオードクリッパを付加したことがあるが、これはFT8の信号入力回路には存在しないので問題はない。

どこで歪が生じているのかを調べるのも良いが、FT8低周波のレベルと高調波レベルとの関係を観測してみると、あるレベルから急に歪が増大していることが判った。つまり低周波回路から平衡変調器までのどこかがオーバーレベルで飽和することが原因と推定できる。ならば入力レベルを下げて歪発生を最小にし、そのレベルを下げた分、後段でゲインを上げて補えば良いことになる。

このような方針を立てて回路を調べて行くと後段の高周波増幅回路部にレベル調整用のポテンシオメータR85があることが判った。R85のレベルを上げてその分低周波入力を下げてみると、期待通り歪が低減し、高調波レベルの下がることが確認できた。IC7300のオーディオスペクトラムモニターで確認しながらレベル調整し、出力最大時でも第二高調波レベルを－40dB以下まで下げることが出来た。但し変調度はかなり下がっているので今度はSSBのキャリア漏れが懸念されるがキャリア漏れも－40dB以下であることが確認できた。恐らく昔のSSB送信機はオーディオ信号の変調歪があってもフィルターで切れると考えてあまりレベル配分を気にしてはいなかったのだろう。この報告は昔の無線機でFT8を運用する場合の参考になればと思う。

これでIC721でも問題なくFT8の運用ができることになったが、SSBの音声でも歪が低減して良好になった。