Elecraft K1 - Assembling

A compact, high-performance CW transceiver

CONTENTS … もくじ
Introduction … はじめに
Assembling the K1, KAT1, KBT1, KNB1 & KTS1 + KFL1-4 … 製作記
Troubleshooting … トラブルシューティング(製作時・製作後)
Modifications (AGC/Backlight/160m/BFO/Power/12m&10m(KFL1-2)/VFO/RIT/CW Tuning Indicator/NEScaf) … 改造
My K1 … 私のK1 (送信機系統図)
Quick Reference … 操作方法
Operating with the K1 … 運用記・使用感
Links & References … リンク集・参考文献

Created: May 2005
Updated: June 2006
Updated Last: June 2009


Introduction 〜はじめに〜

 以前製作したKX1は7/10/14MHzなので、私の好きなハイバンドは入っていません(18/21/24/28MHz対応KX2とかが出たらすぐに注文してしまいそう…)。何ヶ月か悩んでいましたが結局K1(これも24/28MHzはありませんが)を発注。選択したバンドは18/21MHzです。

 今回はEDCではなくElecraftから知人経由で購入しました。K1なら発売から何年か経っていますので、ファームウェアの致命的なバグもないでしょうから、アフターサービスも必要ないと考えました。もちろん直接販売してもらえないので、米国在住の知人に代理での購入をお願いしました。Angel Ham Shopに依頼するという手もありますね。ただ、Elecraftの場合、定価でしか売ってくれないそうで、定価+手数料15%+送料になるそうです。あとたぶんsales taxも必要ですね。私の場合、カリフォルニア州の知人でしたので、salex taxは$40、日本までの送料(EMS)は約$45かかりました(ちなみに関税は1,700円)。

K1-2 Compact CW Transceiver Firmware 1.09E
Manual Rev. F
Manual Errata Rev. F-4
K1B15 15m band module for K1-2, KFL1-2 -
K1B17 17m band module for K1-2, KFL1-2 -
KAT1 K1 Internal Automatic Antenna Tuner Firmware 1.30
KBT1 K1 Internal Battery Adapter -
KNB1 K1 Noise Blanker Firmware 1.02
PC Board Rev.C (最新はRev.D)
KTS1 K1 Wide Range Tilt Stand -

K1の仕様 (Manual Rev. Fより)

共通
寸法
(高さ×幅×奥行き)
5.6×13×14 cm (突起物含まず)
6×13×18 cm (突起物含む)
質量 600g (オプション除く)
電圧 8.5-15V
消費電流 受信 55mA
送信 700-900mA (5W, 14V)
周波数 K1-4, KFL1-4 7.0, 10.1, 14.0 および18.05または21.0
K1-2, KFL1-2 3.5, 7.0, 10.1, 14.0, 18.05, 21.0から2バンド
VFOドリフト 電源投入後5分で200Hz/時間(25℃)
RIT/XIT範囲 +/- 約3kHz
送信部
出力 0-5W(以上)
スプリアス -40dB @ 5W
サイドトーン 400-800Hz (10Hzステップ)

キーヤー

8-50WPM、アイアンビックA/B、メッセージ2チャンネル、オートリピートあり
受信部
感度 0.2μV / 10dB (S+N)/N
中間周波数

4.915 4.914 MHz (シングルコンバージョン)
※XTALは4.9152MHzから4.9136MHzに変更されています

選択度 4極可変フィルタ (約200-800Hz)
オーディオ出力 最大1W @ 8Ω
ヘッドホン・
外部スピーカ
8Ω〜 (ステレオプラグ)

 


Assembling the K1 〜K1製作〜 <初心者33+14=47時間コース>

 ※本体28時間+本体トラブルシューティング6時間+オプション一式5時間+KAT1トラブルシューティング8時間。(トラブルシューティングはわかってみれば些細なミスばかり…)
 ※マニュアルはElecraftのDocument Download Pageからダウンロードできます。

準備 <6時間30分>

 まず初めにすべきことは、正誤表をマニュアルに反映。少しでも間違いの起こる可能性を減らします。そして次はパーツ不足がないかチェック。組み立てやすいようにパーツは番号順に並べておきます。パッケージ毎に部品番号が割り振られていますので、区別できるようにしておきます。平日に少しずつ仕分けて行ったのですが、不慣れなこともあって、本体・オプションまとめて6時間30分もかかってしまいました。

 工具や測定器の類は、半田ゴテ(15W)、パワー&SWR計、ニッパー、ラジオペンチ、デジタルテスター、ダミーロードを用意しました。マニュアルにはDMM (Digital Multi-Meter)を使え、analog VOM (Volt-Ohm Meter)は使うな、と書いてあります(ちなみにDVM Digital-Volt Meterという略語もあるみたいです)。KX1の時はDMMを使えと書いてありましたがanalog VOMについての記述はありませんでした。DMMとAnalog VOMの違いは表示手段(デジタルかアナログか)の違いだけかと思っていたのですが、基本が電流計・電圧計の違い、入力インピーダンスの違い、などがあるそうです。

フィルター基板 - FILTER BOARD <2時間30分>

 エレクラフトのキットはマニュアルに従って忠実に進めていけば仕上がるようになっています。太字や斜体で書いてあるところ、部品の向き、図解してあるところ、半田付けは何秒以内に、という部分を特に注意しておけば問題は発生しないと思います。

 途中、VFOの可変幅は80kHzと150kHzから選択する箇所がありますが、ここではマニュアルにメモするだけです。実際の幅はきっちり80kHz・150kHzではなく「およそ」になります。80kHzか150kHzを選択するためのパーツを取り付けるのはAlignment and Test, Part IのVFO Alignmentで作業します。

Band
80kHz
150kHz
日本で有効な範囲
日本でのCWバンド
備      考
80m
3.500-3.580
3.500-3.650
3.500-3.575
3.500-3.525
80kHzが良い
40m
7.000-7.080
7.000-7.150
7.000-7.100
7.000-7.030
80kHzが良い
30m
10.100-10.180
10.000-10.150
10.100-10.150
10.100-10.150
80kHzが良い
20m
14.000-14.080
14.000-14.150
14.000-14.150
14.000-14.100
80kHzで実質問題なし?
17m
18.050-18.130
18.050-18.200
18.068-18.168
18.068-18.110
80kHzが良い
15m
21.000-21.080
21.000-21.150
21.000-21.150
21.000-21.150
DX及び国内移動・国内コンテストが中心ならば80kHz、
国内のスロースピードも楽しみたければ150kHz

 J2の2ピンと10ピンをショートさせるところは、KAT1も作るので、ここでJ2を実装して、抵抗の余った足を曲げて挿しておきました。

 目視チェックも抵抗値チェックも特に問題なく、"FILTER BOARD"は2時間30分で完了しました。

 なお、フィルター基板(バンドモジュール)は2バンドまたは4バンドのみ選択可能です。また4バンドは80mが選択できなかったり、17mと15mが同時に選択できなかったりしますが、これはLow-Pass Filterが2種類しかなく、40mと30mでひとつ、20mと17mまたは15mでひとつ、というふうに使っているためのようです。詳細はKFL1-4のマニュアルのCircuit Detailsをご覧ください。

KFL1-2: 80m / 40m / 30m / 20m / 17m から任意の2バンド
KFL1-4: 40m + 30m + 20m + 17mまたは15m の4バンド

フロントパネル - FRONT PANEL BOARD <4時間>

 ここで特に気をつけるのはR1(potentiometer、可変抵抗。メインダイヤルですね)の結線です。1,2,3の位置が紛らわしいので、マニュアルには図解してあります。R1の種類が2種類あって、最初ピン(?)位置の違いだけ解説してあるのだろうと思っていたのですが、半田付けする直前にチェックするとしっかり間違っていました。

 あとはてこずったのは、パネルの穴をふさいでいるマスキングテープを外す時に穴をあけてしまってうまくはがせなかったことぐらいです。その後苦労してはがしました。マニュアルに注意書きがあったのですが…。

 ここは4時間かかりました。

※基板の裏側は撮影し忘れ。

RF基板(1) - RF BOARD, PART I <8時間>

 ここも特に問題になるところもなく、ただ黙々と半田付けを続けます。が、途中の"DC Voltage Checks"でミス。P1 pin 15が5.8-6.2Vあるはずなのに0V(だったと思います)。何か間違ったのかと思ってマニュアルを見直してみると、そのすぐ上に"Install RFC8 First (略)"と自分で書いていました。Errataを反映した意味がないというか…。RFC8を取り付けてOKになりました。

 苦手なコア巻きもこなして無事終了(と思っていたのはこの時だけ。実は1点間違っていたところがありました)。エナメルはがしはラジオペンチを使いました。ギザギザとエナメル線が直角になるようにして何度かひくと大きくはがれるので、後は適当に。製作時間は8時間でした。

調整(1) - ALIGNMENT AND TEST, PART I <2時間>

 LED、サイドトーン、キーヤーなどのチェックを進めます。キーヤーはIABメニューでIambic Bを選択しておきました。

 VFOは150kHzを選択するので、C2には68pFの代わりに120pFのC2Aを使用しました。CALのOSCメニューで調べると、VFOノブを右いっぱいに回すと2924kHz、左いっぱいで3012kHzと表示しています。どうやら178kHzも幅があるようです。ちょっとチューニングしづらいかな…。左いっぱいで3090〜3100kHzの範囲に入っていない場合はL1のエナメル線の幅をいじってみると変化します。試してみると2926-3014kHzとか2921-3099kHzと変化しましたが、幅は変わらないようでした。

 Band-Pass Filter Alignmentは、受信音が大きくなるようにPremix inductorsやRF inductors(L1〜L8)を回すのですが、Band 2 (15m)のRF inductors (L7, L8)を回しても受信音は変化せず。おかしいなと思いながら次に進みましたが、これが結果的にこのキット製作を通して最大の落とし穴になろうとはこの時は予想だにしませんでした。

 Operating Frequency CalibrationはSGもなく、17mの無線機もないので、15mだけ調整しました。ここまでで2時間かかりました。

RF基板(2) - RF BOARD, PART II <3時間>

 RF基板のQ7(ファイナルトランジスタ、2SC1959)は、サイドパネルを放熱板に利用しますので、ネジ止めのための穴に合うようにトランジスタの足の長さは気を付けました。コア巻きはやっぱり苦手と思いながら3時間程で終了。

 ここまでは特に問題はありませんでした。しかし問題がこの次のステップに待ち構えていました…。

追記: 2枚のthermal padはQ6とQ7に使います。忘れやすいようなので念のため…。

調整(2) - ALIGNMENT AND TEST, PART II <1時間+6時間>

 スムーズに行けば1時間で終わっていたと思います。Band 1 (17m)の出力はP=2.0の設定(K1の出力設定が2W)で3W、最大では6Wと満足の行くものでした。でもBand 2 (15m)が0W!両方のバンドでパワーが出ないのであればRF部分に問題があるのでしょうが、片方のバンドだけおかしい、しかも受信は出来ているということは、フィルタボードに何か問題があるのでしょう。

 LPFが断線していないか、リレーが壊れていないか、半田付け不良ではないか、、、3時間かけてチェックしてもわからず。もしかしてリレーが壊れたんじゃないかなぁと不安になります。Alignment and Test, Part Iで気になったL7とL8を再調整してみますが変化なし…。

 もちろん、Appendix EのTroubleshootingはやりましたし、DC Voltage Tableもチェックしましたが、問題ありません。Googleで検索しても、両バンドのパワーが出ないという事例は多いのですが、片方だけというのはあまりありません。あってもパーツがショートしていたとか、接触不良とかそういうものばかりです。

 Elecraftのサポートにメールを出してアドバイスを求めると、LPF (L11, L12)はちゃんとつながっているか、C24, C25, C26は間違ってないか、Tech NotesK1 Cheap and Dirty Signal Tracing (PDF)でチェックしてみては、という返事がありました。各パーツは問題なし、Cheap N' Dirty Signal TracingはAlignment and Test, Part Iで使わなかったC2 (68pF)を使ってやってみましたがこちらも問題なし(Cheap N' Dirty Signal TracingはBand 1の記述なので、Band 2の場合はフィルターモジュールのチェック箇所を読み替える必要があります)。気分転換に時々18MHzを聞きながらチェックを続けて、ここまで2時間半かかっていました。他にアイディアはないか、助けて欲しい、というメールを出してから、EDCのサイトに修理報告書があったなと思い出してチェックしてみました。

 やはりここでも配線ミス、未実装、イモ半田が多いようですが、「単なる調整不良」という文字が目に飛び込んできました。トリマの調整はかなりクリティカルで、2つあるうち(Band 2だとL7, L8)片方だけ回しても出力が全くでない場合があるとのこと。これだ!これに違いない!私がやった手法は、片方を回して変化がなかったら元に位置に戻して、もう片方を回すというもの。これじゃだめですね。Band 1 (17m)が調整しなくても3Wぐらい出ていたので気付きませんでした。でもそういえば17mの調整中もガクンとパワーが落ちていました。

 L7とL8のコアを一番奥まで入れてから、L7を少し抜いて、L8も少し抜いて、を繰り返したところ、見事に出力を得ることが出来ました(でも後から考えるとこの方法も失敗する可能性が有るんですよね。本当はL7を少し抜いた後、L8を一番奥から一番手前まで一通りチェックしないとだめな場合もあるでしょう)。L7とL8を交互に調整して、ようやくP=2.0で3Wになりました。最大でも3.5Wと少々物足りないのですが(4W弱出ていたのですが、いろいろさわっているうちに落ちてしまいました→その後さらに落ちて3W程度に)、EDCの修理報告書にあるコメントでは21MHzはパワーが出にくい、4W〜5Wもあれば十分(ローバンドでは7Wぐらい出るとか)ということなので、我慢することにしましょう。

 この間、約30分。トータル6時間のロスでした。あー疲れた…。エレクラフトのサポートには上手く行ったよとメールを出しておきました。

 ちなみにEDCの修理報告書によりますと、R30を3.3Ωに変更したり(←既に3.3Ωでした)、R30に並列に0.001のパスコンを追加して出力アップという手もあるそうです。いずれ回路を理解できたら試してみようと思います。

 最大の落とし穴からは脱出できましたが、実はオプションで第二の落とし穴が待ち構えていました…。

最終組立 - FINAL ASSEMBLY <1時間>

 Alignment and Test, Part IIのトラブルの合間にやってしまいました。KBT1を作るつもりなのでスピーカはKBT1付属のものを使うことになりますが、一応本体付属のスピーカで作りました。こちらは1時間ほどで終了しました。


Optinal Units 〜オプション製作〜

オートチューナー KAT1 <2時間15分+8時間>

 ATUは一番最後に作ったのですが、気が緩んでいたのか、コアの巻き数を間違ってしまいました。これはやっている時に気付いたのですが、部品取付まで間違ってしまいました。しかも本体に取り付ける瞬間まで気づかなかったという…。まずこの修復に時間がかかりました。何を間違ったのかというと、P1, P2にFIL-J1, FIL-J2をつけてしまったのです。取り外すのに一苦労しました。P2はプリント基板側の半田付けする箇所がはがれてしまったので、プラスティック部分を少し溶かして半田を流し込むという荒業で逃げました(と思ったら逃げ切れなくて、余った抵抗の足を使ってプリントパターン→ピンへ空中配線)。

 本体側は、RF基板をいじらないといけないので底のカバーを外したら、RF Board Rev.E以降はこの作業は不要だと書いてありました。RF基板はそのままで、RF-C76、RF-R39、RF-4は要らないということに。

 フィルタボードの上に乗せるのがまた一苦労。ワッシャーを使えと書いてありますが、結局ワッシャーは諦めました。

 ようやくInitial Testだと思ったらATUを認識していません。がっくり。原因はトラブルシューティングに書いてあったとおり、P1, P2のピンが短くなっていたためでした。半田を溶かしてラジオペンチでピンを伸ばしてやっと認識してくれました。

 ここまでに要した時間はKAT1の組立に2時間10分、P1, P2の付け直しに2時間30分、認識させるためのP1, P2のピン調整に15分、Initial Testに5分といったところです。P1, P2の間違いがなければ2時間15分で終わっていたものを…。

 ようやく調整…なのですが、C9(トリマコンデンサ)をいじってもTP1-GND間の電圧に変化がありません。たぶんここかな?というところにセットしましたが、その後のパワー計校正もイマイチ。最大4.5Wしか表示してくれないので、5Wに調整できません。それにダミーロードでTUNEしてもSWRがすごく高くて…。

 しばらく悩みましたが、RFボードのRF DETのジャンパーをK1側からKAT1側にしていませんでした。KAT1のマニュアル(Rev.C)にもErrata(Rev.C-1)にも書いてなくて気付きませんでした。でもやっぱりだめ。うーん。

 R1, R2は60%ぐらいでやっていたのですがうまくいかないので100%にして、TUNEを繰り返してSWRを見ながらC9を調整するという方法だと、1.1まで落ちましたが、パワー表示が2Wとやっぱりデタラメ。これだと2W設定で6W出ちゃいます。んー、どうするかね。

 そもそもC9の調整がうまくいかないところが問題なので、R1, R2を60%に戻して、基板・配線のチェックをしましたが、特に問題はなさそうです。ちなみにエレクラフトのサポートによると、高品質のダミーロードをBNCコネクタに直接つないだ場合、TP1-GND間の電圧が10mV以下になるポイントがあるとか。どうがんばってもそんなポイントは無く、1時間少々でギブアップ。

 そうなると、リレーが壊れたか…でもそれならSWRはもっと悪くてもよさそうです。"トラブルシューティング"に従ってリレーのテストをしますが問題はなし。ということは、T1かなぁ。コア巻くの、ヘタだし、ここはちょっと適当にやってしまったし。エナメル線1本だけならどうにかなるのですが2本重ねるのはさらに苦手です。ということで、T1を巻きなおすために基板から取り外しました(30分ぐらいかかりました)。半田を溶かしてラジオペンチでひっぱって、強引にはがしたのでエナメルがとれてしまいました。再利用不可。最初にL2, L3の巻き数を間違ってしまったので、KAT1に入っていたエナメル線(赤)はもう足りません。本体の分で50cmほど余っていたのでそれを使うことにしました(25cm必要)。

 落ち着いてじっくり30分ほどかけてT1にエナメル線を巻きました。半田付けして、はやる気持ちを抑えながらTP1-GND間の電圧を測ると…相変わらず。あれやこれやと試してみましたがやっぱりだめなものはだめ。気が付けば2時間ほど経っていました。うーん…どうするかね、これ…。

 エレクラフトのサポートや知り合いからアドバイスを貰いつつ、いろいろチェックしてもNG。こういうときは基本に戻って部品のチェックから。マニュアルの半田付けの順番通りに、適切な位置に適切な部品を取り付けているかチェックしていくと…。ありました!C10が間違っています。どうやらRF-C76を間違って取り付けたようです。部品の仕分け、仕分け後、半田付けの前、等、何度もチェックしていたはずなのに…。苦労して外して、でも穴がうまく空かなかったので、リード線を短く切って、基板の裏から半田を流し込むようにして取り付け完了。TP1-GND間が1V前後だったのが、5mVまで落ちました。やっと"SWR Bridge Adjustment"が完了しました。

 あとはパワー表示の調整だけです。外部パワー計で5Wになるように設定して、R1を回して5.0W表示にするだけです。どうも3.0W以上は正しい値なのですが、1W・2W設定だと実際には1.5W、2.5Wぐらい出ているようです。まぁこの辺りは運用でカバーすることにしましょう。ここまで1時間半トータル8時間のトラブルシューティングとなりました。やっと第二の落とし穴から抜け出せました…。

参考
アメリカの知り合いも同じようなトラブルを抱えていましたが、彼の場合はリレーで半田付けしていなかったところが1箇所あったのだそうです。やはりトラブルシューティングの基本は、「半田付け」チェック(漏れていないか、イモ半田になっていないか。必要であれば再加熱)、「部品配置」(あるいは部品の向き)チェック、からですね。

※この写真ではよくわかりませんが、C10が間違っています。

バッテリ内蔵アダプター KBT1 <1時間15分>

 トップカバー、スピーカ、バッテリアダプタのセットで、スピーカは本体付属のものより小さめのものになります。また私の場合、マニュアルのパーツリストには0.5Wと書いてありましたが、実際には0.25Wのスピーカが入っていました。基本的にヘッドフォンを使うので大した問題ではありません。

 製作時間は1時間15分でした。

ノイズブランカー KNB1 <2時間>

 KX1ではノイズブランカーが無くても問題ないので、K1も不要かなと思ったのですが、どうせならと思って付けることにしました。

 最新基板のリビジョンはRev.Dのようですが、Rev.Cが入っていました。Rev.Cはシルク印刷に間違いがあるようで、気をつけながら進めました。基板の裏側にコンデンサを3つ(C12,C13,C14)空中配線するところが一番気を付けました。C14なんてICの足につけるので、マニュアルではC14を付けてからU1 (IC)という順でしたが、両方同時にやりました。

 取り付けは本体RFボードのC22を外す必要があります。わかっていれば、足を長めにしたり、外しやすく半田付けしていたのに…。なかなか外れなかったので、ニッパーでリードを切りました。調整は、(KNB1の)C2を回して最大感度にするだけです。

 ここまで約2時間でした。

 マニュアルには、電源ラインからのノイズ、イグニッションノイズ、家電からのノイズ等、広帯域のパルス性ノイズに有効と書いてあります。これまでに試してみたところ、電気炊飯器のノイズ、イグニッションノイズ、雷ノイズ、自然ノイズなど、全く効果なし…。
→その後も全く効果はみられません(製作失敗?)

チルトスタンド KTS1 <15分>

 実は部品の仕分けを行なっている最中に、これならすぐに出来そうだと思って15分で仕上げました。でも穴の位置がわずかにずれているようで、スタンドと本体が平行になっていないような…。


完成後の仕様

K1-2の仕様 (Manual Rev. F及び実測)

共通
寸法
(高さ×幅×奥行き)
5.6×13×14 cm (突起物含まず)
6×13×18 cm (突起物含む)
質量 約0.9kg (KAT1,KNB1,KBT1,アルカリ乾電池含む)
電圧 8.5-15V
消費電流 受信 未計測
送信 未計測
周波数 Band 1 (17m) 18.0472 - 18.2242 MHz
Band 2 (15m) 20.9967 - 21.1737 MHz
VFOドリフト 未計測
RIT/XIT範囲 -3.1〜+3.7kHz
送信部
最大出力 6W @ 18MHz ・ 3.5 3W @ 21MHz [13.8V]
スプリアス 未計測
サイドトーン 400-800Hz (10Hzステップ)

キーヤー

8-50WPM、アイアンビックA/B、メッセージ2チャンネル、オートリピートあり
受信部
感度 0.2μV / 10dB (S+N)/N
中間周波数 4.915MHz (シングルコンバージョン)
選択度 4極可変フィルタ (設定可能範囲: 200-850Hz)
オーディオ出力 最大1W @ 8Ω (内蔵スピーカ: 0.25W)
ヘッドホン・
外部スピーカ
8Ω〜 (ステレオプラグ)

 

 上蓋のスイッチは内蔵バッテリと外部電源の切り替え。シリアルナンバーのシールを少しずらしておけば、無線局免許証票も並べて貼ることが出来たのに…。

 

 大きさは、面積でいうとKX1の2倍ぐらい(KX1は研究社のリトル英和・和英辞典やHP 200LXと同じ大きさ)、IBM Palm Top PC 110ぐらい(高さは2倍ぐらい)。

 


4バンドフィルタボード KFL1-4 <6時間15分>

 KFL1-4を追加しました。バンドは40m、30m、20m、それに17mまたは15mです。ずいぶん悩みましたが17mを選択しました。また30mはVFO幅80kHz用と150kHz用の水晶がありますが、将来VFO可変幅を150kHzから80kHzに変更するかもしれないので80kHz用を選択しました。

 特に大きなトラブルもなく進みました。Errata反映とパーツ仕分けで45分、半田付けが4時間10分、調整が1時間20分、計6時間15分でした。調整で時間がかかったのはなかなか出力が出てくれなくて手間取ったためです。やはりコアの位置はシビアなようです。

 最終的に出力は30mが7W、それ以外は9Wになりました。30mはトロイダルコアのエナメル線を巻きなおせば他のバンドと同様になるような気がします。またATUを装着すると-1W程度になりますが(これはKFL1-4に限らず)、それでも全バンドで5W出ているので良しとしました。


Troubleshooting 〜 トラブルシューティング〜

製作時

製作後

 


今後の予定


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