ボクにもわかる地上デジタル - 地デジ対策編

自作ブースターの製作

はじめに

　ラインブースターを製作する前にブースターに関して正しい知識を得ておくと良いでしょう。あらかじめ、当サイトの以下の情報を参照しておいてください。

基礎的な情報＝「導入編-アンテナ部品の基礎-ブースターとは」
具体的な効果＝「対策編-ブースターの効果」
効果の指標　＝「基礎編-雑音指数」（必ずしも必要ではありません）
基板つき書籍＝「設計編-地デジTV用プリアンプの実験」

　当ページでは、以下のような自作ブースター、広帯域ＬＮＡの製作例を紹介します。

**東芝 TA4020FT vs NEC uPC3237TK**
型番	製作例 (ページ内リンク)	利得	雑音指数	整合回路	パッケージサイズ	端子数
NEC 2SC3355	UHFブースター	13dB	1.5dB	×必要	5.2×5.5mm	3端子
東芝 TA4020FT	UHFブースター	22dB	1.0dB	×必要	1.2×0.9mm	4端子
東芝 TA4020FT	広帯域ＬＮＡ	20dB	1.5dB	○不要	1.2×0.9mm	4端子
NEC uPC3237TK	広帯域ＬＮＡ	15dB	1.5dB	○不要	1.5×1.1mm	6端子

自作アンプ(1) NEC 2SC3355(NE85632) ＵＨＦブースター

　上図のような、トランジスタ１石の簡単なＵＨＦラインブースターを製作しました。
　トランジスタはＮＥＣ製の高周波用トランジスタ2SC3355(NE85632)を使用しています。2006年頃までは、定番品で入手性も良く、価格も50円～ 100円以内したが、徐々に入手しにくくなってきています。

　最新の高周波用トランジスタは後述のTA4020FTやuPC3237TKのように非常に小さな表面実装のものが多いので、少し手間がかかるかもしれませんが、2SC3355を探して手に入れるのが簡単だと思います。(2SC3355を購入するための参考情報＝「2SC3355の販売店と価格」)

　ブースター用の15Ｖ電源やBSコンバータ用の電源で動作するように出力端子からヒューズを経由してトランジスタに電流を流しています。回路図は下図のとおりです。

　　　　　　　　　 100p×3　約12V ┌───┐ 　┌─────●──●─●─●─●┤78L12 ├────●─┐ 　｜　 10u/25V｜0.01｜　｜　｜　｜└─┬─┘　　　　｜　｜　｜　　　＋━┷━　┷　┷　┷　＜　　｜　　　　　＋┷┌┴┐F 　▽→　　　━┯━　┯　┯　┯　＞R2　▼　　　C10 　┯│∫│U 　┯ LED　　C9｜　C8｜C7｜C6｜　＜270 　　　　1u/25V｜｜1A｜S 　｜　　　　　▼　　▼　▼　▼　｜　　　　　　　　　▼└┬┘E 　＜　　　　　　　　　　　　　　｜　　　　　　　　　　　｜　　　＞1.5k　　　　　　　┌─●──●　　　　　電源─→┌─● 　＜　　　　　　　　　｜　｜100p｜　　　　　　　　　｜　｜　｜　　　　　　　　　｜　┷　　∫　　　　　　　C5　┷　∫L2 　▼　　　　　　　　　｜　┯　　∫調整用　　　　100p┯　∫0.22uH 　　　　　　　　　　　｜　｜C3　∫L1　　　　　　　　▼　∫ 　　　　　　　　　　R1＜　▼　　｜　　　　 UHF　　　　　｜　━┳━━ 　　　　　　　　　150k＞　　　　●─━━━━━━━─┨┠●──┨出力　　　　　　　　　　　＜　　　／C　　約9V　　　　 C4 2p 　　┯┻━━ ━━┳━　C1　　　 UHF｜ B┃／　　　　　　　　　　　　　　　｜ DC IN 入力┠──┨┠●─━━┷─┨　　　　　　　　　　　　　　　　｜ ━━┻┯　10p ｜　約0.7V　┃＼　　　　　　　　　　　　　　　｜ DC OUT｜　　　┷　　　 2SC3355＼| 　　　　　　　　　　　　　｜　　　｜　　　┯7p　　　　　　￣｜E 　　　　　　　　　　　　｜　　　｜GND C2｜　　　　　　 GND｜　　　　　　　　　　　　　｜GND ┯┯┯▼┯┯┯▼┯┯┯┯┯┯┯┯▼┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯┯▼┯┯┯

NEC 2SC3355を使ったラインブースター回路図
　Ｉc＝20mAで15.5dB程度(500MHz)の利得が出るようです。発振防止と、雑音指数の悪化を防ぐ為に、Ｉc＝７mAに設定し、13dB程度に控えています。

　下図はユニバーサル基板上に製作した基板図です。1.0mm厚～1.6mm厚くらいのガラスエポキシ基板、またはガラスコンポジット基板を用いて、同じ位置に部品を配置すれば、概ね同じような性能が出ると思います。
　あるいは、基板つき書籍「地デジTV用プリアンプの実験」の付録基板を使えば、特性の変化による調整の手間が少なくなるだけでなく、より詳細な製作方法が解説されていたり、３種類のブースター基板が付属していたりなど、幅広い実験が出来るようになっています。当サイト内のサポートページ「設計編-プリアンプの実験」にて性能改良の実験結果を示しています。

自作ラインブースター基板図

抵抗器の定数は変更しています(写真の抵抗器のカラーバーは正しくありません)

自作ラインブースター基板写真(裏面)

　調整用コイルはリード線による手作りです。基板の表面に２ループ、背面に１ループあり、巻き数は全体で２巻きになっています。基板面からの高さは約3mm程度で製作し、この段階ではＵＨＦチェッカーで最大の出力が得られるように調整すれば十分です。
　電源Ｌはチョークコイルです。製作例では0.22uHのインダクターを用いていますが、入手が難しければ、0.22uH～0.47uHの範囲で探してみてください。

　電源はブースター用電源を使用します。ラインブースターとチューナーとの同軸ケーブルに、ブースター用電源を挿入します。あるいは、安定化電源で供給する場合は、パワーインジェクターを挿入して、同軸ケーブルへ電源を挿入します。

　回路図のとおり、ブースターの出力側の同軸ケーブルから供給された電源がヒューズや３端子レギュレーターを通って、トランジスタに流れます。
　ブースター用電源や安定化電源を所有していない場合は、電源Ｌは取り付けに、ヒューズ側（図中の「電源→」部）に、15Vの電圧を直接供給します。
　この場合に、電源Ｌが取り付けられたままだと、チューナーに電圧がかかってしまい、場合によっては故障の原因になるので、注意が必要です。

　製作後、チューナーに繋ぐ前に、少なくとも以下の電圧を確認してください。

　測定ポイント　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　｜　電圧 ───────────────────────────┼──── 78L12出力電圧　（ＧＮＤ～78L12出力端子間の電圧）　　｜約12Ｖベース電圧ＶBE　（ＧＮＤ～トランジスタＢ端子間の電圧）｜約0.7Ｖコレクタ電圧ＶCE（ＧＮＤ～トランジスタＣ端子間の電圧）｜　約9Ｖ

　また、回路が発振してしまう場合もあります。製作に自信の無い方や、改造した場合は、出力をＵＨＦチェッカー等で確認して下さい。もし、発振していると非常に高い出力が発生し、この状態で機器に接続するとチューナーを破損してしまう場合があります。

　コンデンサの容量が少なくて電源が不安定になる場合は、大容量のコンデンサに替えてみてください。但し、コンデンサの耐圧は必ず25V以上にしてください。

　製作後には再び調整用コイルを微調整します。受信チューナーに接続して、物理チャンネルで最も低い周波数のチャンネルを受信してみます。安定した受信が出来ないようであれば、基板表面の２つのループを内側に倒してゆき、チューナーでの受信レベルが向上するように調整します。
　微調整で不十分な場合はコイル長を長いものに変更する必要があるかもしれませんが、実は、受信強度が強すぎてレベルが下がってしまっている場合もあります。
　ブースターの入力側に６ｄＢくらいのアッテネータを入れて改善する場合は、受信強度が高すぎて受信品質が下がっていると判断できます。
　反対に、高い周波数が安定しないようであれば、ループを外側に倒して調整します。この調整で不十分な場合は、低周波数での調整と同様にアッテネータを用いて受信強度が高すぎないことを確認した上で、今度はコイルを短くしてみます。

　製作したブースターの特性例を下図に示します。周波数特性が地上デジタル放送に合っていて、利得は13dBほどで、雑音指数は金属ケースに入れなくても、2～2.5dB前後の雑音指数が確認できました。ただし、周囲環境のノイズが強い場合は、もっと悪くなるかもしれません。
　なお、金属ケースに入れた場合の雑音指数は1.5dB程度でした。

500MHzにおいて12dBの利得が得られた

自作ブースターの特性(例)

一部の受信できないチャンネルが受信できるようになった

自作ブースターの効果の一例
※本ブースターを実際の御家庭で使用する場合は、筐体に入れるなど安全性への配慮が必要です。また、金属ケースに入れることで、外来ノイズの影響を減らすことが出来ます。この場合、基板右上(表面から見て)の網状に配線したＧＮＤ部の４隅をビスなどで金属ケースに接地することで、低雑音化が図れ、安定した特性が得られるようになります。

簡易アンテナ＋ブースタ

室内アンテナと組み合わせた例
　ここで説明した2SC3355を使った自作アンプを簡単に製作するための書籍がＣＱ出版社より発売されています。３種類のプリアンプ（ブースター）基板が付属していて、自作部品での受信に挑戦することができます。
　ぜひ、お買い上げいただけるよう、お願いします。


	発行者：ＣＱ出版社書　名：地デジTV用プリアンプの実験付属品：プリアンプ基板×３種類　　　　インジェクタ基板　　　　ディテクタ基板　　　　※部品は別売り著　者：国野亘、鈴木憲次／共著発行日：2009年5月15日初版発行備　考：B5判 96頁　　　　ISBN978-4-7898-1254-2 　　　　税込定価3,360円

自作ブースターの製作

はじめに

自作アンプ(1) NEC 2SC3355(NE85632) ＵＨＦブースター

自作アンプ(2) 東芝 TA4020FT ＵＨＦブースター

自作アンプ(2-b) 東芝 TA4020FT 広帯域ＬＮＡ

自作アンプ(3) NEC uPC3237TK 広帯域ＬＮＡ

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