■このページの目的
世羅多フィルタが完成しました．フィルタの製作と解説としてはそれで良いのですが、活用方法をご紹介しないのでは物足りないでしょう．世羅多フィルタとは言っても、単なるフィルタです．応用方法は様々考えられ、そこが楽しいところでもあります．ここでは、活用のヒントになりそうな幾つかをご紹介します．
■関連のページ
世羅多フィルタの設計・製作・応用編には、以下のページがあります．
- What's the "Cerladder Filter" ? (Part.1)：セラミック振動子研究編
- What's the "Cerladder Filter" ? (Part.2)：世羅多フィルタの設計・製作編
- What's the "Cerladder Filter" ? (Part.3)：世羅多フィルタの活用編（いま見ているページ）
- "Cerladder Filter Plus One (1)"：世羅多フィルタ・プラスワン(1)
- "Cerladder Filter Plus One (2)"：世羅多フィルタ・プラスワン(2)/Sorry,Not yet.
■世羅多フィルタの活用
Part.2ではセラミック振動子を選別し、フィルタとして仕上げました．CW用、SSB用を幾つか製作し、それぞれなかなか良い特性が得られることがわかりました．完成したものは、中心周波数が約445KHzの一般的なフィルタです．市販されているセラミックフィルタや昔活躍したメカニカルフィルタ（メカフィル）と同じように活用すれば良いわけです．使い方の注意はそれらと共通で、特に変わったこともありません．しかし、代表的な活用方法をご紹介しておくのも良いと思います．このページでは幾つかの回路を示しながら組込んだときに良い性能が得られるよう解説を試みます．■455KHzと445KHz
既にご覧のように、455KHzのセラミック振動子（セラロック）を使った世羅多フィルタの中心周波数は約445KHzです．455KHzではないのかと、残念に思うかもしれません．しかしその差はたったの10KHzです．なぜ455KHzに拘るのでしょうか？たしかに、一般的な中間周波トランス(IFT)の公称周波数は455KHzです．普通のラジオも中間周波は455KHzになっています．そうした情報から455KHzでなければならないと言う、固定概念が出来上がっているのでしょう．もちろん455KHzでなくてはならない場合もあります．他の（455KHzの）フィルタと切換えて使いたい場合などでしょう．しかし、そのようなケースを除き、中間周波は445KHzで何の支障もありません．IFTは調整コアをほんの少し動かせば445KHzに合います．それに、IFが445KHzになったところで、トラッキング調整が不能になることはありえません．9R59のような高一中二受信機でもまったく同様です．455KHzではないと言ってあきらめては勿体ないのです．帯域幅切換えをフィルタで行ないたいのなら、すべて世羅多フィルタで作ればよいです．第二中間周波が455KHzのダブルスーパでも同様で、10KHzの違いをVFO或いはヘテロダイン発振で吸収すれば良く、多くの場合に適用できます．選択度の良い455KHzのフィルタは価格高騰しており、入手も困難になっています．少しの工夫で代替できるのですから、世羅多フィルタを積極的に採用して安価で高性能な受信機を作ってください．無いものを皆で欲しがるから価格が高騰するのです．工夫で乗りきるのがアマチュアではありませんか？ 445KHzの世羅多フィルタを活用しましょう！
■世羅多フィルタの特性確認について
一連のページでは実際に製作したフィルタをご紹介し、再現性も十分あることを示しています．標準的な手順に従い素子の選別を行ない、使用する部品が特に劣った物でないかぎり、ほぼ同等の特性が得られていると思って良いでしょう．したがって、市販のフィルタを購入された場合と同様に、そのまま使って問題ありません．しかし、自作された以上、何がしかの確認を行ないたいのでしたら、発振器とRF電圧計かオシロスコープを使って特性を見るのも良いでしょう．そうした測定器はこのサイトの常連さんならお持ちと思います．周波数は低いので発振器の自作も簡単です．ぜひご自身の製作された『世羅多フィルタ』の特性を調べて下さい．
最もシンプルな応用例として、三洋電機製のシンプルなラジオ用ICであるLA1600に使う方法を示します．回路図の方法以外にも使い方があると思いますが、一つの例としてご覧下さい．回路はSSB用フィルタを使う例です．LA1600はAMラジオ用のチップですから、SSB用の受信機にするにはBFO回路が必要です．しかし、ここでは受信機の製作すべてをご紹介するのは範囲外ですから、完全な受信機として完成させるためのご研究は各自でお願いいたします．CQ出版社から発行されている（いた?）『ゼロから作るアマチュア無線局』JA1AMH高田継男著、『トランシーバ製作入門・AM SSB編』JA7CRJ千葉秀明著などが参考になると思います．
●アイテック電子・SR-7に世羅多フィルタを！
アイテック電子研究所の受信機・SR-7は、LA1600を使ったシンプルなキットです．自作入門者用のお遊び受信機ですから、まさかこれを交信に使う人がいるとは思いませんでした．（Hi）そこで、少しでも実用性をアップするために改造してみましょう．幸いなことにVFOはかなり安定しているようですから、IFフィルタを世羅多フィルタに交換し選択度アップをはかればずいぶん良くなります．ただ、元々がラジオのチップですからゲインが足りません．そこで、少しゲインアップをしましょう．RFであまりゲインを稼ぐと混変調が出ます．そこで、アンテナとのインピーダンス・マッチングを改善する程度のRFアンプにしました．混変調が見られればVR2（半固定抵抗器で可）で加減します．感度アップに効果的なのはIFゲインのアップです．但し、過剰に稼ぐと動作が不安定になります．ほどほどのゲインで、尚且つ効果的な範囲でゲインをアップしましょう．もしIFアンプの発振が心配なら、Q4:2SK241Yのゲートとアース間に数〜10KΩの抵抗を入れて下さい．発振しなければ無いほうが良いです．なお、BFOは445KHzのセラロックに置き換えるのが一番簡単だったのですが、現在は売切れで入手できないようです．元々の455KHzのセラロックをVXOする方法もあります．あるいは、BFOは自励発振でも十分な周波数安定度が得られるので、後ほど説明する回路を参考にして下さい．SR-7は簡単化のためにLA1600を主体に設計してあるため、電源電圧が低いので他のデバイスの性能が十分発揮できません．しかし、十分実用になる性能にアップします．オンエアに使いたい方は改造すると良いです．それでも本格的な受信機やトランシーバと比較しては可哀想というものです．逆に、こんな簡単な受信機が20万円以上もするトランシーバと同じだったら困るでしょう．でもそんなに負けないくらいにはなります．Hi Hi
（追記：Mar.17th 2005）
●SR-7DXXに改造
RFアンプを同調形式として強化したSR-7DXXです．RFアンプの負荷側（LA1600との段間）は非同調トランスにして下さい．非同調でも20dB以上のゲインがあります．（このあたりは真空管回路と違うところ）もしもう一個7MHzのFCZコイルがあるなら、図のように入力側を2段同調にしたほうが効果的です．イメージ比がかなり良くなります．同調回路どうしの結合容量C32は数pFで十分です．大きくすると双峰特性になりうまくありません．数pFのコンデンサがなければ2本の線を数cmよじったもので代用できます．なお、余分の7MHz用コイルを持っていなければ入力部分はSR-7に付いていたコイルをそのまま使ってシングル同調でも良いでしょう．段間トリファイラ巻きトランスの結線を間違えないように！
(追記：Mar.21st 2005)
ワンチップのICではなくてディスクリートで構成した例を示します．左図のようなフロントエンドは如何でしょうか？ デュアルゲートMOS-FETを使ったミキサーの後に世羅多フィルタを置きました．ミキサーはトランジスタでも良いし、インピーダンスマッチングさえできれば、NE612のようなミキサ用ICを使うこともできます．フィルタの用法を示すのが目的ですから、受信機設計に深入りしないようにしたいと思います．しかし、さっそく完成した『世羅多フィルタ』で具体的な応用を考えてみたいものです．少し範囲を拡大して説明します．
図の設計は、実用性を損なわない範囲で、製作容易なことが目的です．実用になれば良いのであって、超高性能は目指していません．世羅多フィルタが安価なことから、手軽に製作できる受信機に活用したいと思ったわけです．シンプルなシングルスーパーなら製作も容易です．世羅多フィルタの周波数は445KHzですから、中間周波数445KHzになります．イメージ比を考えると10MHzくらいまでの受信機が適当です．この周波数帯ならRFアンプは不必要で、むしろ付けるのは有害です．RFアンプがあると測定上の感度は多少改善されます．しかし強入力特性が劣化して、実用的な性能はむしろ低下します．真空管(6BE6など）と違い、Dual-Gate MOS-FETを使ったミキサーは低ノイズです．対象とする周波数帯ならミキサーノイズによって感度が制限されることはありません．もし感度不足を感じるなら、受信機トータルのゲイン不足を疑うべきでしょう．
イメージ比を良くするために3SK73の第１ゲートには2段の同調回路を置きました．もちろん、Qの高いコイルがあれば3段にすると性能は向上します．HF帯ローバンドは強力な電波が目白押しですから40dB以上のイメージ比が欲しいところです．局発(LocalOSC)は1石の簡単な例を示しました．うまく作ればこのままでも周波数安定度は確保できますが、お好みでバッファアンプつきに変更しても良いでしょう．ミキサー(3SK73)の第２ゲートに約3Vppの局発電圧を与えれば最適動作点になります．変換ゲインは15dB程度えられます．BCL用短波ラジオのように受信範囲が広いときには各バリコンを連動させると使いやすいです．感度差が出ないようにトラッキング調整も十分に行ないます．ハムバンド専用なら、局発は独立のエヤーバリコンを使って周波数安定度を良くするのが良いでしょう．アンテナ同調側のバリコンは独立させてプリセレクタのように使います．こちらのバリコンはポリバリコンでも大丈夫です．
中間周波増幅(IF-Amp.)以降は示しませんが、ICを使うなり、ぜんぶトランジスタなり様々な構成が考えられます．深いACGが掛けられるよう、十分なゲインを持った回路が良いと思います．しかし複雑化は目的を逸脱するので、FET2段くらいの簡単なIFアンプが良いかもしれません．簡単なフロントエンドですがローノイズなので、うまく全体をまとめてシャックのメイン受信機をめざします．詳しく書いたのは、この回路構成で検討を始めているからです．製作が進んだら新しいページご紹介したいと思います．
結合、終端にスチロール・コンデンサを使った例です．セラミック・コンデンサよりもずっとQが高いコンデンサですから性能向上を期待しました．実際には多少特性が良いかなあと思う程度です．スチロール・コンデンサは、大型になるうえ、ハンダ付けの熱で簡単に溶けるので密集して組立てるのは大変でした．セラミック・コンデンサの良質な物を使えば十分だと思います．写真はCLF-455SB5-02です．
『私はどうしても真空管でやるんだ！』という場合の回路です．回路は5球スーパーのコンバータ部分と中間周波増幅を示します．世羅多フィルタの応用部分はここですから、他の部分は省略いたします．もちろん9R59や59Dのような高１中２受信機に使っても良いでしょう．なお、フィルタ部分のインピーダンス変換用に使うIFTはFCZ研究所から発売されているトランジスタ用(07M450など)を使えば十分で、耐圧は図のようにすれば問題ありません．9R59DやFR50/Bに使う場合の注意ですが、IFアンプの中間段に入っている東光製の簡易メカフィルの除去をお忘れなく．除去した部分は、単同調にするか、トランジスタ用IFTを入れるかなどの工夫を行ないます．選択度はすべて世羅多フィルタで決まるので、高級なIFTはいっさい不要です．
図ではラジオそのままの回路図を示してありますので、実用にするならスプレッドバリコンを付けたり、高周波増幅を置くなど、一般の真空管式受信機の設計に準じます．真空管式で製作されるのはベテランのお方だと思いますので常識的なことは省略します．ビギナーが真空管式受信機に挑戦するのは難しいかも知れません．もう適切な参考書が消滅しているからです．多少真空管回路を扱った本も売っていますがお薦めできるものはありません．真空管式受信機の設計に関した本格的な本は入手不可能ですが、出版社に問い合わせればコピーサービスをしてもらえるかも知れません．お薦めは『通信型受信機の解説と実際』JA1FG梶井謙一著（故人）、『アマチュア局用・受信機の設計と製作』JA1AR木賀忠雄著（故人）などです．いずれもCQ出版から発行されていた往年の名著です．公立図書館などをあたってみるのも良いでしょう．（その時代を背景にした名著ですが現代に通用しない部分があります．これを元に今風の受信機を議論しないようご注意下さい．良くも悪しくも今は設計思想がぜんぜん違います）
真空管回路に組込む目的で製作した例です．プレート回路との間はなるべく短い配線で接続して下さい．コンデンサで直流高電圧をカットしていますから、このような構造で製作して問題ありません．アース系統の取り方には是非注意して下さい．フィルタ単体での帯域外減衰量は100dBもありますが、実装方法が悪いと40dBも得られないことがあります．切れが悪いとか、何だか騒がしいと感じられるようでしたら、実装方法を再検討して下さい．静かすぎるくらいに良く切れるはずです．写真はCLF-455SB5-03です．
最後に、BFO回路をご紹介しておきます．L-C発振の自励式でも使えないことはありませんが、せっかくたくさんセラロックがありますから、ずっと安定度の良いVXO式のBFOが適当だと思います．半導体を使った例は実際に試験してありますが、真空管式は標準的な回路を示しただけで未評価です．参考としてご研究下さい．なお、何れにしても振動子と直列に入っているVXOコイル（RFC）は調整が必要で、これは一般的なVXOと同じです．水晶振動子を使ったVXOでは、周波数が低い455KHzともなると1KHz動かすのも大変です．しかしセラロックを使えば容易に数KHz以上の可変範囲が得られます．その分だけ水晶よりも安定度が劣るのですが、L-C発振よりずっと良いのが普通です．
上記のセラロックをVXOするBFOはL-C発振より安定度に優れています．しかし、周波数が低いので、VXO-Coilのインダクタンスは大きめになります．丁度よい既製品のVXOコイルもないので、トランジスタ用IFTを使った自励発振のBFOを作るほうが容易かも知れません．図は、LA1600を使った受信機、例えばSR-7などに向くBFOです．BFOコイルには一般的なトランジスタ用IFTを使います．使用するIFTは、図のFCZ・10M455のほか、普通のトランジスタ・ラジオ用でも良いです．コンバータ段用（黄）、段間用（白）、検波段用（黒）の何れでも大丈夫です．もし発振しないときは、コイルの4番と6番の足を入替えてみて下さい．配線間違いやコイルの断線などがなければ必ず発振するはずです．発振波形もなかなか奇麗です．SR-7などに使う場合にはバッファアンプは不要ですが、真空管式受信機に使う場合は、FETのゲート側からバッファ・アンプを通して信号を引きだすようにします．周波数安定度は、セラロックVXO式よりやや劣ると思いますが、実用上は十分なはずです．特に、半導体式の受信機は熱源がないのでかなり良好です．SSBの復調にも全く問題無く使えます．一時期、445KHzのセラロックが売っていましたが、すぐ品切れになってしまったようです．無いものを探すより、こうしたもので代替したほうが苦労が少ないでしょう．（追記：Oct.20th2007）
●送信用フィルタへの応用
世羅多フィルタを使ったSSBジェネレータはどうでしょうかと言うご質問を頂きました．結論から言いますと十分可能です．しかし、幾つか注意したほうが良い点がありますので、簡単に纏めておきましょう．
だんだん欲が出てきて、少しでも良いフィルタが欲しくなると思いますので、各自で実験をお願します．世羅多フィルタとは言っても単なる狭帯域フィルタですから、使う上での注意は他のフィルタと共通です．通過帯域幅に自由度があるというメリットを享受しながらチャレンジしてください．最後に、世羅多フィルタに限らず送信用フィルタが悪いと他局の迷惑になります．ご自身の責任で実験されますようお願いいたします．お空でのモメ事はこのサイトの責任ではありません．
- 5素子型でSSBの発生をする場合：
そのままの5素子でやる場合の注意です．通過帯域特性と減衰スロープの状態を見ますと、かなりなだらかです．従って、キャリヤポイントをだいぶ通過帯域から離して使う必要があります．通過帯域から見て、おおよそ-15〜-20dBになる周波数にキャリヤポイントを置くのが良いでしょう．そうしますと、かなり低音がカットされてしまいますが、逆サイドの漏れを抑止する必要から止むを得ません．低域の送出限界はだいたい500Hz(-3dB)くらいになります．このようにして使えば5素子でもまともなSSB波として通用します．- 振動子の数を増やす方法：
減衰スロープを急峻にするには振動子を追加するのが良いでしょう．2素子程度追加すれば、かなり急峻になってきます．もう少しキャリヤポイントを通過帯域に寄せることができます．しかし、素子数増加に伴い、通過帯域のエッジ部分のダレ（丸み）はどんどん大きくなります．振動子のQが低いためです．このエッジのダレのために低音の送出には自ずと限界があります．多素子型もせいぜい9素子が良いところで、それ以上は改善度合も微々たるものになります．また、素子数増は通過損失の増加にも繋がります．SSB用は肩部分が急峻であって欲しいので構成振動子の直列共振周波数fsを良くそろえなくてはなりません．できたら発振周波数法ではなく、直列共振周波数を直接確かめるのが良いでしょう．
■エピローグ
『世羅多フィルタ』なんて勝手な名前を付けました．セラロックでラダーフィルタを作ったきっかけは、ローカルさんからジャンクをたくさん頂いたからです．水晶の代わりに発振回路に使ったところで、そんなに消費しきれるものではありません．水晶でラダー型フィルタが作れることは周知でしたので、セラロックではどうだろうかと考えたわけです．しかし、過去に聞いたこともなく、きっとうまく行かないからなのだろうと思いました．2MHzのセラロックが目に付いたので、最初その特性を測ったら、なるほど旨く行かない理由がわかったのでした．Qは低いし、直列共振周波数fsと並列共振周波数fpの間隔Δfが100KHz以上もあるのです．更にジャンク箱を見ますと、455KHz付近のセラロックがありました．水晶の例から見て、Δfは周波数が低いほど狭いことがわかっていました．さっそく確認するとだいたい20KHz以下であることがわかりました．ちょうど455KHz付近の狭帯域フィルタが欲しいなあと思っていた時でしたので、これでCWフィルタに挑戦したたわけです．水晶の例にならい、素子数の多いものを作ったところ、確かにフィルタにはなるものの、実用にならない通過損失になりました．やむなく素子数を減らし、実用になる特性はどのあたりにあるのかを探りました．CW用が主目的であった関係で５素子程度が良いという結論に至ったわけです．SSB用はあまり眼中にありませんでした．簡単な構成のSSB機と言う構想は無かったからです．その後SSB用を製作して損失が少なく良好な特性が得られることが確認できたわけですが、考えてみたら随分無理な領域での実験をしていたのでした．やはり、Δfが広い振動子では適切な設計範囲があり、CW用ではかなり無理をしていたのです．このような経過をたどり、もう一度色々な帯域のフィルタの検討に進んだのでした．何事も一つのことにばかり捕らわれずに、他の可能性も探っていたらもっと良い実験になっただろうと反省されます．可能性は十分に確認できましたから、もっと工夫して高性能な物にもチャレンジしてみたいと思っています．元々が安価な素子ですから、失敗を気にせずに実験出来るのはFBです．そのうえ、実用にも十分なりそうですからとっても得をした気持になりました．
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