可変帯域14.318Mc IF基板の製作と実働試験   

2018年 09月 07日

自作CB無線機の受信部は3SK291を使う高一中二、IF455Kcのシングルスーパーという簡易な構成である。それにもかかわらず、AM30%変調の-10dbμが余裕で聞こえる程の高感度となり、実際に交信してみてもシグナルレポートはこちらの受信が相手を上回る傾向にあった。

しかし、実際に交信を楽しんでみると、違法CB局による妨害が相当深刻であることがわかった。違法CBは大出力であることに加えて、過変調で広がったスプラッターが直接受信周波数に飛び込むのであるから、妨害を覗くことは基本的に困難と思われる。しかし、この妨害を少しでも軽減できるようにと、可変帯域のIF増幅回路を試してみようと考えた。

可変帯域のラダーフィルターとしては、JA6BI OMが1984年のHJ #44に段間Cをバリキャップとすることにより帯域幅を可変できるようにしたラダーフィルターの作例を発表されている。試作回路もそれに倣うことにした。

AMに適した6Kc以上の通過帯域幅で、ある程度実用的な通過帯域特性とするためには、フィルターの中心周波数を高くする必要がある。SSB用ラダーフィルターに使われる8Mcや9Mcの羅ダーフィルターでは、6Kcの帯域を確保することが少し苦しい。

そのため、先に組み立てた50Mc AM/SSB受信機のIF基板には、14.318McのHC49/USを使ったラダーフィルターを搭載した。C=30pFで帯域6.5Kcという計算である。サトー電気にリストされている1SV101に10pFを並列接続すると、14.318Mcラダーフィルターの帯域幅が6.5Kcから4Kc弱まで可変できそうなことがわかった。

一方、IF=14.318Mcとすると、455Kcと比較して3SK291のゲインが低下すると考えられたことから、この基板ではIF 3段増幅とすることとした。しかし、IFアンプのゲインが高くなるとヒスノイズが発生する。以前、HJの記事にJR1UJT中村OMがIF増幅回路の出力にクリスタルフィルターを接続することによりヒスノイズを除去できると記載されていたことを思い出し、この基板でも出力に14.318Mc 5素子ラダーフィルターを接続することにした。

こうして設計・組み立てた基板である。
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早速実働試験を行ってみたところ、見事に発振してどう工夫しても発振が収まらない。3SK291の3段増幅は無理なようである。そこで、3SK291の2段目をスルーするように配線した。こうなると、ヒスノイズ対策としてIF出力に接続したラダーフィルターも不要となるので、これもスルーしてIFTの2次巻き線から直接ダイオードに接続されるように改造した。

その結果、発振は無事に収まり、第1ゲート電圧調整用VR、各IFTのコアを調整するときちんとピークがとれるようになった。基板単体での感度を確認すると、AM30%変調で10dbμ、AM100%変調で5dbμであった。ゲイン20dbのRFアンプに損失-6dbのDBMを組み合わせると、感度はAM30%変調で-4dbμ程度になる計算である。AM受信機としては一応合格ラインであろうか。
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肝心のフィルター帯域幅については、SSGから14.318Mcの信号を入れてSPから音を聞きながら、1SV101に印可する電圧をVRで可変すると、耳で聞いてわかるほどに帯域幅が変わることが確かめられた。SSGの周波数をスイープしてみても、耳で聞く限り対域内に明らかなリップルは立っていないようである。帯域幅設定用半固定抵抗も予定どおりに巧く動作するようである。

一応回路が確定したので、基板パターンを書き直して最終版を組み立てることが今後の課題となる。

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# by FujichromeR100 | 2018-09-07 19:18 | 受信機 | Comments(0)

NEC製蛍光表示管 LD8035   

2018年 09月 06日

2015年の1月に、ラジオガァデンの日米無線で昔懐かしい蛍光表示管が売られているのを見つけて思わず買ってしまった。

https://fujichrome.exblog.jp/23590863/

この蛍光表示管はNEC製のLD8035であり、1973年に発売されて爆発的にヒットしたカシオミニ電卓の表示部に使われたデバイスであるとのことである。買ったまま、例によってダンボールの箱の中で死蔵されていた。この週末に他の部品を探すためにその段ボール箱の中を調べたところ、蛍光表示管のパックが当時のままに出てきた。
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中に説明書が入っている。調べると、現在でも共立エレキットで販売している6桁表示部キットの説明書を切り貼りしてコピーしたもののようである。
ググッテみると、LD8035を解説しているサイトがあった。
http://iizukakuromaguro.sakura.ne.jp/422_vfd/422_vfd.html
このサイトにリンクされている蛍光表示管時計キットの写真である。表示の美しさに衝撃を受けた。7セグLEDとは異質の美しさである。

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この写真をみて、日米無線から買ったLD8035を何か実用的なセットの表示部として動作させてみたくなった。

サイトによると、フィラメントは約0.5V、20mAという規格である。a~gのセグメントに18Vを印加し、グリッドに18Vを印加すると点灯、グリッドを0Vにすると消灯するようである。

カソードコモン7セグの場合、a~gがH、カソードがLになると点灯する。蛍光表示管のグリッドと、7セグLEDのカソードはロジックが逆で、a~gのセグメントはロジックが共通ということになる。

7セグLED用のダイナミック駆動回路を利用して蛍光表示管で表示させるためには、a~gセグメントのレベルを5Vから18Vに変換する必要がある。この目的には、高電圧用トランジスタアレイであるTD62783が使われている。

一方、コモンカソードのロジックを反転し、レベルを18Vにするためには、汎用NPN TRを使いロジックを反転し、コレクターに18Vを印加すると良さそうである。

こうすると、蛍光表示管をカソードコモン7セグLEDの代わりに表示部として使うことができそうである。早速秋月にTD62783を注文してみた。

DL4YHF周波数表示器は感光マスクも描いてあるので組み立てが簡単である。4桁表示とするとラジオカウンターになり、実用性も高い。その表示部に蛍光表示管を使うというプランが良さそうだと考えた。

なお、共立エレショップではLD8035を使う6桁表示部キットを現在も販売しており、LD8035単体も販売している。

また、ロシア製の蛍光表示管を解説するサイトもある。

https://sites.google.com/site/likipong/kitto-lei/vfd-ying-guang-biao-shi-guan
ロシア製蛍光表示管はEbayなどで手に入る。


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# by FujichromeR100 | 2018-09-06 20:14 | 蛍光表示管 | Comments(0)

IF 10.7Mc AM用 IF基板の実働試験と調整   

2018年 09月 06日

昨年(2017年)の7月に、増幅素子にJ310と2SC2603を組合せた「Hycas」を使用し、10.7Mc 2段増幅、DBMで10.245MHz LOと混合して455Kcとして村田セラミックフィルターを通した後に1段増幅するAM用IF基板を組み立てた。W1FB改AGC駆動回路を組み込んだ。また、ダイオード検波のAF出力を増幅する、4580による反転AF増幅回路も組み込んだ。
https://fujichrome.exblog.jp/27997861/
エアーバンド受信機にでも仕上げようかと考えていたが、結局仕舞い込んでしまった。

今年の1月に、高感度BCL用BC帯ラジオを試作する過程でこの基板を使用してみたのだが、期待したほどの感度にならず、動作も不安定であった。
https://fujichrome.exblog.jp/29403763/
基板に何か問題があると思われたが、追求することもなく放置してしまっていた。

この週末に、この基板を久々に引っ張り出してきて、基板単独で実働試験と調整を行ってみた。電源を接続した状態の基板である。
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EMRFDでW7ZOI Wesが示したように、HycasのJ310のソースにLEDを入れて電位を持ち上げ、AGC応答範囲を拡大するようにしてある。
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実働試験の様子である。SSGから10.7Mcの信号を接続し、AF出力をLM386基板に接続した。

動作させてみると、455Kc増幅部が発振していることがわかった。J310のソースパスコンが0.01μFとなっていたので、これに0.1μFをパラにしたところ、発振は止まった。

SSGのレベルを動かしてSメーターの振れ方(AGCの動作)を確認すると、入力レベルが20dbμ以上になると急にSメーターが振れるという、宜しくない動作をすることがわかった。W1FB改AGC駆動回路では、反転増幅を行いAGC電圧を出力するオペアンプである4580の動作設定がポイントになる。この基板では、+入力端子の電位を2本の抵抗で設定してしまっていた。これを10KΩの半固定抵抗に変えて調整したところ、VRの位置によりSメーターの振れ(AGCの応答)が劇的に影響を受けることが確認された。

Sメーターの振れが最も良くなる位置にVRを設定すると、7dbμから針が振れ始め、それ以上ではほぼレベルに応じて針の振れが増加するという、希望の動作が得られることがわかった。VRの最適点は非常に狭く、設定は非常にシビアであった。

ここでVRの抵抗値を測定し、固定抵抗で置き変えた(6.2KΩと1.5KΩ)ところ、納得できるSメーターの振れ方(AGC応答)となった。

調整が終了し、SSGから30dbμを入れたところである。
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基板単体で、AM30%変調では0dbμ、AM100%変調では-5dbμの信号が聞こえるほどの高感度に仕上がった。

-・・・-

一年以上前に組み立てた基板であったが、今回漸く調整が終了して、当初期待していた性能を発揮するようになった。1月にBCラジオに使った際には本来の性能を全く発揮できない状態だったのである。

IFが10.7Mcとなるフロントエンドと組み合わせると、高感度AM受信機が完成するはずである。エアーバンドや漁業無線受信機、高感度BCL用ラジオ、短波用ラジオなど、どのように応用するかは今後の課題である。





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# by FujichromeR100 | 2018-09-06 19:37 | 受信機 | Comments(0)

DBMによるAM変調回路其の2-Experimental Methods in RF Designの回路   

2018年 09月 05日

トロ活に記載されている、DBMによるAM変調回路を組み立てたところ、直流印加によりキャリアーが発生するはずが巧くいかず、一応AM波は出力されたものの、本に書いてあるとおりの動作をしているという実感が得られなかった。また、出力されたAM波もキレイなものではなかった。

https://fujichrome.exblog.jp/29938743/

トロ活に書いてあるとおりの動作にならなかった理由は不明のままである。

Exerimental Methods in RF DesignにもDBMによるAM変調回路が示されている。トロ活の回路と異なり、発生したDSBにキャリアーを添加するように動作すると記載されている。

早速、この回路も組み立てて実験してみることにした。
いつものように基板パターンを描き、
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感光マスクを描き、
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エッチングをして基板を組み立てた。
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ダイプレクサーにはminiR2の回路を採用した。DBMには、JA2NKD OMに頂いた貴重品のSBL-1を起用した。ツイッターにアップしたこの写真をみて、KK7B Rickの古い基板のように見えるたと、Wのハムからコメントを貰った。

実働試験を行うと、一応AM波が出力されることが確認できた。
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キャリアーである。
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変調度を最大に調整した際の波形である。
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PEPでキャリアーのおよそ2倍の波高値になっているが、基線に幅が残ってしまっている。これは、トロ活の回路でも同じ傾向であった。

変調度をこれ以上上げようとすると、このような過変調波形になってしまう。
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トロ活の回路でもこのような過変調波形がみられた。

-・・・-

AM低電力変調回路として、MC1496、NJM2594、DBM(トロ活、EMRFD)による回路を組み立てて実験した。その結果、出力されるAM波の質からいうと、ICによる回路がDBMによる回路よりも優れていることが確認できた。回路はNJM2594がMC1496よりも圧倒的にシンプルでFBである。

AM低電力変調回路としては、NJM2594による回路が最もFBなようである。しかし、キャリアーの入力レベルがシビアであり、水晶発振回路をキャリアー発信に使う場合は、レベル調整の方法に工夫が必要と考えられた。

なお、DBMによる回路で最大変調時に基線に幅が残る現象がみられた。これは、CB機に採用した直列変調回路でもみられた現象である。各局からYouTUbeにアップして頂いた後進動画をみると、CB機の音質には全く問題が無かったので、DBMによるAM変調回路も音質的には問題は無いものと予想される。



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# by FujichromeR100 | 2018-09-05 20:28 | AM変調 | Comments(0)

NJM2594の実働試験-AM変調と平衡変調   

2018年 07月 22日

NJM2594は、数少ない現行品のバラモジICであり、秋月で安価に入手可能である。SMTであるが、秋月にはDIP変換基板が売られている。最近、μPC1037Hとピン互換となるようなSIL変換基板も販売された。

このNJM2594は相当以前に入手し、実験をしようと思いながらも、今まで手を付けるていなかった。
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最近、NJM2594の使い方と、AM変調の実験結果をアップしているHPを発見した。
https://xn--p8jqu4215bemxd.com/archives/2229

AM変調テスト回路も示されている。

土曜の夜、晩飯を食べてから発作的にこの回路を組み立てて実験してみたくなり、急遽基板パターンを描いた。

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MC1496と異なり、外付け部品が少ないので、パターンはシンプルである。感光マスクも描いて、
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一気に基板を組み立てた。
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基板パターン描きから基板の組み立てまで、1時間足らずで終了した。これで、積年の懸案であったNJM2594の実験をする準備が一気に整った。

今日は早速実働試験を行った。
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SSGから27.040Mcのキャリアーを入れ、トリオのAFテストオッシレーターからAF信号を入れてみた。
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データシートでは、キャリアー入力電圧は100mV(100dbμ)と指定されているが、32mV(90dbμ)とすると歪み無いAM波が出力されることがわかった。キャリアー注入・キャリアーバランス用VRは、HPにあるとおりスライダーがグランド(0V)となる位置にセットすると歪み無いAMが出力されることがわかった。

キャリアーである(3目盛り)。
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100%変調を掛けた状態である。
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PEPが6目盛りとなり、教科書どおりのAM波が出力されることがわかった。

この状態で、キャリアーをデータシート指定の100mV(100dbμ)としてみた。
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歪んだAM波が出力されることがわかった。

NJM2594をAM変調に使用する場合、キャリアーレベルが非常に重要であり、データシート指定の100mVではなく、32mV程度としないといけないことがわかった。

次に、平衡変調回路の実験を行った。

データ指定のキャリアーレベル100mV(100dbμ)の状態でキャリアーバランスVRを調整し、キャリアーヌルを取った。
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AF信号(1.25Kc)を加えたところ、美しいDSBが出力された。
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-・・・-
長年、NJM2594を使ってみたいと思いながらも手が付かなかったのだが、ようやく積年の課題に取り組むことが出来た。

最近、MC1496によるAM変調と平衡変調の実験をしたばかりである。
https://fujichrome.exblog.jp/29938743/
MC1496はどちらの目的にも非常にFBに動作することが確かめられたが、外付け部品が多いことと、正負電源が必要であることが難点である。

NJM2594は外付け部品が少なく、非常に使い易いバラモジICであることが実感された。

NJM2594によるAM変調回路では、キャリアー入力レベルがポイントであることがわかった。データシート指定の100mVでは、歪んだAMが出力されてしまい、キャリアーとしては32mV(90dbμ)が適正らしいことがわかった。水晶発振回路をキャリアー発振回路にする場合、レベル管理に注意する必要がある。

AM変調回路専用とする場合、AF入力端子を4.7KΩでアースに接続してしまうのが良さそうであり、回路の簡略化にも繋がる。

平衡変調回路としては、データシートに指定のキャリアー電圧100mV(100dbμ)で適正に動作するようである。送信用のバラモジに使用する場合、キャリアーバランスVRを設けることが望ましいであろう。

受信部のプロダクト検波回路としての実験は、今後の課題である。



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# by FujichromeR100 | 2018-07-22 20:31 | AM変調 | Comments(2)

ALC付きマイクアンプ、NJM2783の実験 -基板の組み立てと実働試験   

2018年 07月 22日

JA8NVJ OMに送って頂いていた、ALC付きマイクアンプであるNJM2783の実験を始めたところである。
https://fujichrome.exblog.jp/29942809/

土曜日に基板をエッチングして組み立てた。
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早速AFテストオッシレーターとオシロを接続して実働試験を行った。
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基板は無事に動作し、入力50mVで出力2V(32dB)となり、それ以上の入力ではALCが掛かり出力一定になることを確かめた。感度と出力レベルは、抵抗の値とVRで設定可能である。その点、TA2011よりも融通が利く印象ある。

実際の無線機に組み込んで使用してみることは、今後の課題である。

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# by FujichromeR100 | 2018-07-22 20:16 | メリゴ-PSN | Comments(0)

自作合法CBトランシーバーの技適認証取得プロジェクトーエピローグ其の二   

2018年 07月 22日

CBトランシーバーを自作した目的は、0.5W QRPp AM+ロッドアンテナという、アマチュア無線の視点ではとてもEスポQSOなど楽しめるはずが無いスペックの無線機で、実際にEスポQSOを楽しむことである。

7月10日にQRVしてから、今日までに述べ39局の合法CB各局にお相手頂いた。この間、雨によりQRVできない日もあり、Eスポが全くでない日もあった。にもかかわらず、このようなスペックのトランシーバーで、こんなに多くの局とEスポ交信を楽しめるとは、アマチュアア無線の視点からは、実に驚愕すべきことである。

今日は朝からコンディションが非常に良く、朝から1、2、8エリアの計9局と交信して頂いた。
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わずか0.5W QRPpのAMの信号が、一体どのように聞こえているのだろうかと疑問に思っていたところ、交信の様子を動画で撮影してくれた局があり、極めて貴重でありがたい、自分の電波がどのように届いているかを示す動画を観ることができるようになった。

カマガリAA793局(今日、7月22日)

https://twitter.com/KamagariAA793/status/1020888392601460738


ヨコハマMK71局(今日、7月22日)
https://twitter.com/ka_kun005/status/1020895551183728641


シズオカDD23局(7月18日、7月19日)
https://www.youtube.com/watch?v=Kyg0cJdqwHQ

https://www.youtube.com/watch?v=vj073Lxk3KQ

フクオカBG37局(7月24日)
https://twitter.com/Bg37Ji6uwy/status/1021619115625144321

これらの動画を観ると、どちらかというと地味な音質のAMとして受信されていることがよくわかる。7メガで自作したE級アンプ+PWM直列変調器の音質と軌を一にする音質と感じる。TA2011のALCにより、変調度は深く保たれているはずであるが、ひずみ感は無いようである。

2014年に、GW8LJJ Ericが頒布しているE級アンプとPWM変調器の組み合わせによる7MHz AM送信機、「FAT5」を入手して組み立てた。
https://fujichrome.exblog.jp/22610340/
このFAT5には、平均変調度を上げるための「コンプレッサー」回路が装備されていた。このコンプレッサーを使うと、歪み感を伴う、独特のクセのある音質になるとレポートを頂いていた。TA2011では、FAT5のコンプレッサーのような歪み感を発生しないようである。TA2011は、アマチュアバンドにおけるAM送信機でも、SSB送信機でも有用ではないかと考えられる。

受信部は3SK291を使用するIF455Kcのシングルスーパーである。感度は30%変調AMの-10dBμの信号が余裕で聞こえる程、高感度である。実際、交信した局ほぼ全てにおいて、こちらからのSレポートが相手方のSレポートを上回っていた。

しかし、ローワーヘテロダインとしたために、23Mc台の「チックタック」と呼ばれる信号が協力にイメージ混信するという問題があることがわかった。これは、アッパーヘテロダインに局発周波数を変更すると、改善されると思われる。

実際に交信してみると、違法CB局の混信妨害が深刻であることが痛感された。違法CB局は出力が大きいことに加えて、ほぼオンフレで送信してくる局もいて、この場合は受信側では全く対処法が無い。

違法CB局の多くは過変調気味でスプラッターを起こしてサイドが汚く広がっている。このスプラッターも受信機側の工夫で軽減するにも限界があると考えられる。

しかし、IFのバンドワイズを4Kc~6.5Kc程度まで可変できると、若干の妨害対策にはなるのではと期待される。そのためには、IFフィルターの周波数を455Kcからハイフレに変更し、フィルターはラダーフィルターとして段間容量をバリキャップで可変すると、可変帯域のフィルターが実現できそうである。

こう考えて、サトー電気にラダーフィルター用の14.318Mc X'talとバリキャップの1SV101を注文した。50Mc SSB/AM受信機には14.318Mc X'talを使うラダーフィルターを実装した。AM用では、段間Cを30pFとすると、帯域が6.5Kcとなる計算であった。これを基に、可変帯域フィルターの定数を求めてみた。

なお、IFを14.318Mcとすると、455Kcと比較して3SK129のゲインが低下してしまうと考えられる。これによる感度の低下を補償するために、IFは3段増幅としたいところであるが、IF3段ではヒスノイズが増加するという問題がある。これを解決するために、ハムジャーナル誌にJR1UJT中村OMがIFの出力にもフィルターを挿入する手法を発表されていた。14.318Mc IFも、出力にBW6.5Kc、6素子の羅ダーフィルターを挿入するようにしてみると良さそうである。


フィルターの実験や、テスト受信機の組み立ては今後の課題となる。







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# by FujichromeR100 | 2018-07-22 19:33 | 合法CB | Comments(0)

ALC付きマイクアンプ、NJM2783の実験   

2018年 07月 19日

ALC付きマイクアンプICであるTA2011は期待以上のFBな動作をしてくれた。

https://fujichrome.exblog.jp/29893393/

メリゴ方式PSN DC TRCVRを開発されたJA2KAI OMがメリゴ基板の現代版をHPで発表されたころ、このメリゴ方式のリグを組み立てられた、札幌のJA8NVJ OMから、実に貴重なALC付きマイクアンプICである「NJM2783」を送って頂いていた。

このICを使うと、ALCによりSSBの平均変調度を向上できるであろうと期待された。以前、FAT5で使ったコンプレッサーでは音質が不自然になる傾向があったのだが、ALC 動作をするTA2011では音質が劣化することはないことが確かめられている。

このNJM2783は、出力電圧を外付け抵抗により調整したり、バッファーアンプが内蔵されていたりと、TA2011よりも高機能である。

以前から実験をしてみたかったNJM2783の実働試験を行うために、今日は基板パターンと感光マスクを描いた。
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基板のエッチングと組み立ては、この週末の課題である。

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# by FujichromeR100 | 2018-07-19 21:30 | メリゴ-PSN | Comments(0)

50Mc SSB・AM受信機の実働試験-Eスポを無事に受信   

2018年 07月 17日

トラブルの嵐に見舞われたあげくに、去年の11月の終わりにようやく完成した50Mc SSB・AM受信機である。

https://fujichrome.exblog.jp/28702059/


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ことしは、連休から28Mc AMに集中してたことに加えて、6月の低気圧による暴風でヘンテナが倒壊してしまっていたので、50Mcには全くオンエアーしていなかった。そのため、折角苦労して組み立てたこの受信機の、実働試験を行っていなかった。

6m and Downコンテストのためにヘンテナを再建したので、3連休の最終日にこの受信機の実働試験を行った。運良く、Eスポが出ており5エリアと6エリアの局を受信することができた。
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モードをAMに切り替えて、50.5Mc以上を聴いてみたが、AMの信号は聞こえなかった。無線を始めた1979年に、自作真空管式送信機を組み立てて50Mc AMに出ようという目標を定め、その目標は現在達成されているのだが、当地では肝心のAMの信号が殆ど聞こえない。Eスポが出た際に、これからは、この受信機で手軽にAM周波数帯を聴くことが出来る。マメに受信していれば、AMの信号が聞こえることがあるのかもしれない。

去年の11月に完成した際には気付かなかったのだが、SSBモードにするとSメーターが振り切れてしまうトラブルが発生している。キャリアー発振回路の出力がIFに回り込んでいるか、あるいは、W1FB改 AGC駆動回路が発振している可能性がある。

この手直しは、今後の課題である。

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# by FujichromeR100 | 2018-07-17 20:41 | 受信機 | Comments(0)