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7MHz receiver adopted color LCD & Si5351PLL [受信機]

 いつもお世話になっているKさんからcolor LCD&Si5351PLL-VFOを提供していただいた。またJH8SSTさんからもいろいろな情報を頂いたので、これを使って早々7MhzSSB受信機を製作した。

7MHzRCV-1.JPG

7MHzRCV-2.JPG

 特徴として
1) カラーLCDの採用
2) Si5351PLLの採用
3) J-FETカスコードアンプの採用
である。
 基本的な回路部分は、TEST受信機でTESTした基板がいくつか合ったのでこれらの中からRF-MiX基板と2SC2348フォワードAGCIF基板を流用することとした。

7MHzcolorLCDSchematics.jpg

【回路構成】 (左図クリックで拡大)
1.RF&MIX
 RFは定番の2SK125x2GGアンプ(トロ活)で10dBくらい稼いでいる。MIXはR&KのM54というダイオードDBMを使用している。
2.フィルタ&IFアンプ
 フィルタはジャンク基板(福山multi750)をジャンク箱よりサルベージした10.7MHzのTOYOKOMのX'talフィルタを再利用した。IFはTEST受信機で実験した8MHz用で2SC2348フォワードAGCトランジスタ3段である。これを今回のフィルタ周波数10.7Mhzに修正し再利用している。増幅度は85dB程度となった。AGCもそのとき使用したFET-OPAMPによるものである。
3.プロダクト検波
 これはJH8SSTさんから頂いた情報でN6QWが製作したSimple-ceiverという受信機に採用されているもので、J-FET(J310)カスコード接続しデュアルゲート化したもので、非常にシンプルな回路となっている。
4.AF
 AFは定番回路でLM741-LM386である。
5.VFO&キャリアOSC
 VFO&キャリアOSCは、今回はじめての採用であるが、1チップで3つの周波数が出せる優れもので、クロック発生器の用途に採用されているようである。今回N6QW-OMが開発したものをKさんがアレンジしてくれ、VFO用とキャリア用に周波数をSETしてくれた。このICは秋月で150円で販売されるようになった。DDSに比べてコスパは凄い。但しAD9850などと比べるとプログラミングが複雑であることと、出力が方形波であることが懸念材料である。プログラミングは私には手が出ないので、N6QW-OM開発のものをお世話になっているKさんに対応して頂いた。深謝
その出力であるがやはりかなり強烈な高調波が出ている。そこでFCZコイルを使ったBPFと出力レベル補正にJ-FETカスコードアンプを追加しMIX及び検波回路に入れている。
 このJ-FETカスコードアンプは、JH8SSTさんより頂いた情報でExperimental methods in RF-Design(W7ZOI著)に掲載されているものをアレンジしている。原回路ではソースにダイオード4個使っているところをLEDとしている。またFETは2SK125である。負荷回路もFCZコイルに変更している(回路図参照)。増幅度25dBくらいで上段FETのゲート電圧を変化させることにより30db以上のゲインコントロールが出来る優れものである。デュアルゲートFETが入手なんであることからこの回路は色々活用できる。
6.LCD
 表示にはカラーLCDである。携帯電話等に使われていたものだと思われるもので中華製である。このLCDとSi5351のコントロールにはaruduinoが使われておりスケッチ(プログラム)は基本をN6QWが開発したものだ。 

7MHzRCV-3.JPG

【動作】
 今回の受信機にはパッシブDMBを採用したため少し増幅度が少ない感じである。その為AGCのスタートレベルが-80dBmくらいとなっている。AGCのためにはDBMの後にポストアンプを入れたいところである。但し7MHzなので実用上は十分である。先日W(西海岸)の信号が聞こえていた。
 Si5351であるが、当初フィルタ無しで使用してみたらやはり混変調の嵐であった。フィルタを入れてからはまったく問題が無い。信号のスプリアスも見てみたが近接も非常に綺麗である。これには少し驚いた。
 今回VFO用に使っているロータリーエンコーダーは、サトー電気の特価品で100psのものであるが、少し早く回すと周波数表示はついづいしているが、Si5351は追髄出来ないことがあるようだ。開発者であるN6QWも25-50ps程度を推奨しているようである。
 プロダクト検波にJ-FETカスコードによる回路を使用しているが、これはかなりゲインがある。但しuPC1037Hなどと比べると歪が大きいように感じる。実用的には問題ないレベルであるが。
 かなりゲインがあるのでAF段のOPアンプは不要のようである。現状10K:10Kと増幅度1にしてある。
 以上であるが、これにあわせた送信部を計画中である。そのため受信機よりVFOとキャリア信号を分岐して外部に取り出せるようにした。送信機が完成したら改めて情報を整理してUPしたいと思っている。
 
2016.05.25 回路図修正 


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DSP [受信機]

SDRがブームになってきているが、まだまだアナログ派。
とは言え自作受信機で聞いていると、ノイズや音質などが気になる。そこで今回AF-DSPを作ってみた。

このDSPは、貴田電子設計のキットでKEM-AF-DSP-DX というものだ。

DSCN3502.JPG

その仕様は
SSBモード 下限200-600Hz(100Hzステップ) 上限1000-2700Hz(100Hzステップ)
CWモード  中心400-800Hz(50Hzステップ) 通過帯域100-300Hz(100Hzステップ)

となっている。可変はUP/DOWNスイッチで行う。
入力レベルもLEDで監視できるようになっている。
LM386のAFアンプも内蔵されている。

DSCN3500.JPG

 今回製作した受信機用に考えているのでAFアンプは省いてLINE-OUTとした。
基板にはスイッチやLCDを直接付けるようになっているが、組込やケースに入れることを思うと、外部に付けるようになっているとありがたいのだが。

デジタルが苦手なおじさんにとってこういうキットを提供されている貴田OMには感謝である。今後とも供給を続けてほしいものだ。

使用感については、受信機からLINE出力できるよう改造が必要なのでまだわからない。できれば追々レポートしたいと思う。

 


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IF Amplfire &AGC [受信機]

 かねてより実験中のAD603IF Ampと以前製作した2SC2348フォワードAGC IFがようやく実用レベルに纏まってきた。この実験において今まで物まね回路が主であったので、改めて回路について追求してみた。特にAGCはその出来栄えにり音質に大きな影響を与えることを改めて認識した次第である。

 【AD603 IF】

AD603-10.JPG

 AD603については以前のBlogで紹介しているが、アンプの前にATTがあり、これを制御することによりゲインコントロールを可能としている。この制御にはOPアンプと思われる回路が組み込まれており、±入力があり、電圧差で制御される。データシートにある単電源2ステージ(左図)のアンプを基本に製作してみた。この場合2pin(GNEG)に基準電圧として第一ステージが5.5V、第2ステージが6.5VにSETされている。そしてAGC電圧を1pin(GPOS)に入力している。この第1と第2ステージの電圧差1VがAGCによるATTの順序が決まる。この場合AGC電圧が7.5Vから低くすることにより第2ステージのATTがかかり始め6.5Vから第1ステージのATTが制御されることになる。
AD603single.JPG 左のグラフはAD603の単体試験のデータである。制御電圧に対して綺麗に対数圧縮され、そのダイナミックレンジも40dB近い。非常にいい特性であることが判る。これならば2ステージでのダイナミックレンジも期待できそうである。

  実際の製作は、左図のようになっている。データシートでは、かなり細かい数値の抵抗が使われているが、E12系列から近いものを使用している。AGC制御回路も当初データシートのように組んでみたがうまく動作しなかった。その動作原理もよく理解できていない。使用半導体や抵抗数値の違いによるのかよく判らない。なのでAGCはオリジナルで7.5V~4.5Vが出せるよ

AD603IF_AMP.jpg

うに組みなおしている。基本はデータシートであるが、JA1DWM 進藤OMの発表された受信機を参考にした。段間と出力に4:1のインピーダンス変換を入れている。これはAD603の入力インピーダンス100Ω、出力インピーダンス500Ωの整合を取るためである。

 

 

AD603AGC.JPGこの回路においての総合性の派左図のとおり で、-90dBm位からAGCが効きはじめ0dBmまで綺麗に制御できている。総合増幅度は75dBで有るが、測定値は8polチェビシェフフィルターを通しているのでその損失を引くと80dB近い増幅度が得られている。

AD603IF-1.JPG

 製作時の注意点として、ノイズ対策を十分行うことが重要である。当初どうもノイズが多いし、発振気味とも思える挙動であった。これについてかなり時間を掛けて調べてみると、キャリア信号が混入していることが判明した。これは、アース回路、電源回路、同軸ケーブル等色々な経路からと考えられた。そのためこの辺りを見直し、測定値にはキャリア信号をOFFしてようやく測定した。このくらいの増幅度となるとこのようなことも重要なことを改めて認識した。またIF基板のみならず、フィルタも影響を受けているようだ。フィルタのコンデンサーに手を近づけるとノイズが増えた。機器に組み込む場合はシールドを行ったほうが無難である。試験した基板はユニバーサル基板でAGC回路を収めるのに少々きつかったのでAGC回路はドーターボードとしてコネクタ接続としている。AGCを色々変更して試験する目的もあった。一応管制したので今後基板化する予定。

【2SC2348フォワードAGC IF】
2SC2348_IF.jpg AD603に取り組む前にフォワードAGCトランジスタ2SC2348を使用した3段IFアンプを製作した。当初発振してどうにもならなかったが、電源やAGC回路にRFCを入れ、各段にシールド板を付けて要約落ち着いた。特にAGCアンプもシールドは重要である。本来2SC1855フォワードAGCトランジスタを使いたかったのであるが、既にディスコンで入手できなかった。2SC2348は辛うじてまだ購入可能であった。
 回路は「トロイダル・コア活用百科」の2SC1855アンプを参考にした。AGC回路も当初トロ活を参考にしたが、効きが今一なのでこれもオリジナルに変更している。回路では、トランジスタ

2SC2348AGC.JPG

のエミッタ抵抗が原回路は100Ωであるが、2SC2348では電流が流れすぎのようであったので、300Ωに変更している。この特性は左図のようになった。これもAD603に負けず綺麗に制御できている。また増幅度も80dBであり、予想以上にうまく出来たようである。これであれば3SKタイプのIFアンプよりもきれいに制御出来ている。左の写真がシールドを十分施した基板

2SC2348IF.JPG

である。

 

 

【AGC回路】
W1FbAGC.JPG  上記2例のAGC回路は、当初オリジナル例を採用したがうまく動作しなかったので、W1FB著「W1FB DESIGN NOTEBOOK」128頁の回路(左図)を採用したがこれも動作が今一歩であったため、これを基本として簡素化し、且つブレッドボードを活用しOPアンプの動作方法を改めて確認した。非反転増幅、反転増幅、シフト、オフセット等であり、結構な時間を費やすこととなった。いまさらではあるが。
 まずAGCアンプである。今回は80dBの増幅度が有るIF回路であることから、AGCのダイナミックレンジも大きい必要がある。そのためにはAGCアンプで増幅し低いレベルからダイオード検波出力が発生する必要がある。その為2SK125ソース接地アンプとし負荷は1mHのチョークコイルとしている。オリジナルはFETとPNPの複合回路でありよく理解できない。
FETのコレクタから取り出した信号を1N60倍電圧検波で直流とし平滑にコンデンサーと抵抗を入れている。これにより決定されるのがAGCの時定数となる。次にこの検波電流を必要な電圧、電流に加工しなければならない。この変換回路に必要な要素として入力インピーダンスが時定数に影響を与えない程度に高い必要がる。sのためにFETとOPアンプを使用している。
AGC.jpg AD603-IFの場合は、信号が大きくなり、検波電圧が増加したときに、逆に7.5Vから下がっていく回路とする必要がある。このため最初にFETのソースフォロワー回路で入力インピーダンスを確保しOPアンプの反転増幅回路に入力している。非反転増幅には、電圧シフトを行うために半固定抵抗で無信号時AGC電圧が7.5Vとなるように調整している。
 2SC2348-IFは、フォワードAGCなのでトランジスタの電流を増やしていくことにより増幅度を下げることになる。従ってAGC電圧を上げることにより制御させる必要がある。電流-増幅度特性を調べるとAGC電圧3VでMAX、7V位でMINとなった。従ってAGC電圧を検波電圧で3~7.5Vに変化させるような回路構成とする必要がある。AGCアンプ及び検波部分はAD603のものと同じである。検波電圧は信号強度に従って0.2V程度から増加する。これを3Vから増加するようにする。これには非反転で電圧シフトが出来る回路とするのであるが、非反転シフト回路は、回路構成から入力インピーダンスが、低くなるため、デュアルオペアンプを使用し、最初に非反転バッファの高インピーダンスで受け、この出力を非反転シフト回路で必要なシフトを行っている。
 Sメータ回路はAGC電圧を利用し電流調節抵抗を通し、Sメータゼロ点の電圧シフト回路(固定と半固定抵抗)回路で構成されている。これはW1FB回路そのものである。尚、調整時や立ち上げ時にSメータが逆ぶれすることがあるが、これを嫌うなら、直列にダイオードを入れれば解決する。尚、フォワード用とリバース用ではSメータの極性が反対であるので、注意が必要だ。
 今まで、AGC回路も色々製作例をまねて作っていたが、結構複雑な回路を使用していることが多い。今回の回路は結構簡素化できたと思う。電気理論的に有っているかどうかは不明であるが、綺麗に制御できているので良しとしている。
 Blog等でお世話になっているJH8SSTさんがこの回路を実際に作られ、うまく動作したとの報告を頂いたので少し安心している。当分私のAGC回路の標準となりそうだ。

【使用感】
 今回のIF回路で重要なことは、実際に使用したときの聴感である。これが旨くなければ何もならない。
 7MHzTEST受信機に組み込んでみたが、でどちらのIFも旨く動作している。AGCの効きも問題が無い。音質についても特に気になることは無いようだ。しいて言えば、2SC2348IFのほうが無信号時のノイズが大きい。7Mhzのような高ノイズのバンドではまったく気にならないが、将来VHF等の受信機を製作したときに気になるのかどうかであろう。多分大丈夫と踏んでいるが。

【まとめ】
 今回はIF回路とAGC回路であるが、それぞれの要素において色々なノウハウが必要であること、また回路単位ではなく組んだときの総合的なアースや電源回路、同軸の引き回しなど、色々なところに課題があることがよく分かった。今後はこのようなことにも注意して製作することにしよう。

 

 

 

 


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AD603 IF Amprifire [受信機]

 JA1DWM 進藤OMが発表された「ローバンド受信機の製作と測定」にAD603が使われている。聞きなれないICだったのでデータシートを見てみるとなかなか興味の有るICであった。特にIMDの良さには目を瞠る。AD603をググッてみるとJA3GSE OMもこの点に着目されている。
 実験用受信機で、MC1490と2SC2348フォワードAGCIFを作ってきたが、そこそこには動作するものの今一歩という感じであった。今回ebayでAD603が格安に入手できたので、早々実験に取り掛かった。

AD603-9 (1).JPG

 データシートを見ると、このICは、固定ゲインアンプとその前段にラダー型アッテネーターとコントロール回路がある。AGCはコントロール回路の電圧を変化させ、このアッテネーターを設定するというようになっている。つまり、アンプ自体の動作点は何も変化しない。MC1490や2SC2348のIFは、動作点を変化させゲインコントロールしている。ここが大きい違いである。また、入出力インピーダンスも低く(IN 100Ω OUT 500Ω)異常発振にも強いことが予想される。アプリケーション例を見ても広帯域での設計となっている。さらに先にも書いたようにIMDがすばらしく良い。いいこと尽くめのように思える。

AD603-10.JPG

 他の製作例を見ると±電源で作られている方が多いようである。回路的にはオペアンプのようなものなので、±電源のほうが、部品も少なくすっきりするし、AGCコントロール回路も簡潔に出来そうな感じであるが、やはり単電源が好みなので、アプリケーション例に載っている単電源回路で進めた。 (左図)
 取敢えず1段で実験。その結果は簡単に9MHzで40dBアンプとなった。また、コントロール回路の2pinの電圧を外部電源から加え変化させてみた。その結果は左図のグラフである。流石

AD603-1.JPG

にATTという結果となった。ATTコントロール回路の1pinは5.5V固定としている。5V~6V変化に対して実にリニアに変化している。更に最大で+10dBmまで出力されている。非常に強力でMC1490などと比べると良い結果となり、IF回路として非常に期待が持てる。参考に周波数特性も見てみた。40Mhz位までは30dB以上の利得が有る。100Mhzでも20dBは有る。(スペアナには10dBのATTを入れているので表示値に+10dB)



AD603-10.JPG と言うことで2段目を製作。9Mhzで80dBのアンプとして動作している。2段接続の場合ATTのコントロールは最初に初段のATT続いて2段目のATTとなっていくようにそれぞれの1pinの基準電圧を設定する必要がある。そのため1段目の1pinは5.5V 2段目の1pinは6.5Vというように1Vの差をつけている。この辺りの設定はOPアンプの設定と同じ感じである。

 さてAGC回路であるが、アプリケーション例の回路には簡潔な回路が示されている。トランジスタ2個で、NPNのベースエミッタのダイオード特性で整流し、NPN,PNPのコレクタを接続している。ここの値を8-5V近くに持ち上げ、整流電圧でコントロールしているようだ。ここに使われている抵抗の値が非常に細かい数値となっている。同じように作ってみるが、抵抗はE12系列から近いものを選択した。 たとえば4.99Kは4.7Kという具合だ、
 果たしてその結果は、まるで旨く動作しない。PNPはONのまま、NPNはOFFのままで9V程度の電圧が出っぱなしであった。そこで抵抗値を色々いじったが、あるポイントで旨くいくところもあるが、連続的にはコントロールできない。
 よくわからない動作である。ここで深追いしてもどうかなと思うところである。その訳はAGCスレショルドの変更が出来ない、AGC時定数の設定変更が難しそう。トランジスタの出力ではインピーダンスが低すぎる気がしている。
AD603-6.JPG そこで今回前にも作ったことがあるW1FB著「W1FB DESIGN NOTEBOOK」にあるFETとOPアンプを使ったオーソドックスな回路とした。
 結果どうにか使用できるレベルとなったのでTEST RECEIVER(実験用受信機)に付けて7MHzを受信。今日は生憎の雨模様でノイズレベルが高くAGC調整には向かないようであるが、有る程度の強い局で設定してみた。MC1490や2SC2348IFと比べると素直な感じで、ノイズも少ないような気がする。特にMC1490ではAGC設定により途中で飽和し、ノイズが多発することがあったが、そのようなことは無く余裕を持って増幅している感じがする。音も素直である。
 但しこのW1FBのAGC回路ではもう一つしっくり来ない感じである。AGCアンプもFET1段で有るが、もう少し増幅度を上げたいこととAGC電圧調整をすっきり出来るような回路を再検討するつもりである。この辺りが旨くできたら再度情報をアップしていきたいと思う。

 IFアンプ以外にも送信機のジェネレータ後のプリドライバーとしてパワーコントロールやALCコントロールにも感単位応用が出来そうだ。また実験用可変利得アンプとして1台作っておいても便利だと思う。更にAD8307とAD603を組み合わせ検出範囲の拡大に使うというアプリケーションもAD8307のデータシートに示されており、応用範囲の広いいいICだと感じた。今後私の製作の定番ICになりそうだ。 

 

 


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7MHzDC受信機 (Direct Conversion Receiver) [受信機]

P_20160131_193724_1_p.jpg

 
 自作家の部品供給源であるサトー電気さんのホームページを見ていたら、7Mhzダイレクトコンバージョン受信機キットを見つけた。残念ながらキットは完売で基板のみとなっていた。NE612A使用したものである。幸いお世話になっているJH8SSTさんにSA612Aをおすそ分けしていただいたものがあったので、早速基板を注文した。そうしたところサトー電気さんから最後の1枚との連絡があった。滑り込みセーフといったところである。

 

 

P_20160131_190839_1_p.jpg 回路はRF(3SK114)1段、NE612Aで混合及びローカル発信、RC4558でAFのLPFとAF-AMP、そしてTA7368のAFパワーアンプという構成である。
 RFアンプの3SK114はエンハンスメント型MOSFETである。ゲート電圧にプラスをかけるタイプである。残念ながら手持ちのものはデファレンシャルタイプしかない。取敢えずRFなしで進めることとした。
 NE612A(SA612A)はDBMとOSCが1パッケージに入っている。SA602Aも同等であり、これらは海外のQRPキットの定番ICとなっているようだ。変換利得が10dB以上ありコンパクトで外付け部品も少ない。DBM用ICの多くは殆どが製造中止となっている現在貴重なICである。中華やebayでは安く購入できる。

 OSCは、バリキャップダイオード(1SV101)とトロイダルコア(T25-6)に巻いたコイルとなっている。従って同調にはボリュームを使用しバリキャップの電圧を変えルことにより周波数を変化させる。キットでは50KΩのボリュームで7.000Mhz~7.100MHzまで変化させるようになっている。今回の製作にあたってボリュームは多回転ポテンシャルトリマを使用し同調が楽になるようにした。また周波数幅もコンデンサーやバリキャップの変更等により7.000MHz~7.200KHzとなるようにした。AFアンプは外付けとしている。

 組み上げてバラック状態で動作試験を行った。AF-LPFの効きもあり、以外にも静かで音質的にも問題が無く受信が出来ている。感度はそこそこでSGからの信号は-110dBm位まで確認できている。AGCが無いのでAF音は結構な変化を感じる。そこで、AF出力をTA2011SというALC付きマイクアンプ用ICでコンプレッションしてパワーアンプに接続した。これで50dB程度のAGC効果がでるはずである。結果は予想通り聴きやすくなった。

P_20160131_190903.jpg

 使用感として、結構いける。音質も問題が無い。 ちょっとしたBCLには十分使える。又、自分の信号のモニタ用には打って付けであろう。実用にはやはりフィルタが無い分、かぶりが多い。CWでは何局も一度に聞こえてしまう。また夜間では中華の放送がほぼ全域でBGMのように聞こえてしまう。まあ、入力にFCZコイルが1個入っているだけであるから当然であろう。入力部分にしっかりしたBPFを入れる必要がある。RFアンプなしでも結構聞こえる。逆にRFアンプを付けるとコン偏重等大変なことになるかもしれない。これもSA612Aの変換ゲインがかなり高いからであろう。キットでは、RFアンプをボリュームでゲイン調整するようになっている。当然であろう。

 このような楽しいキットが販売完了とは寂しいものである。海外ではこのようなキットが今でも盛んに販売されているが、日本ではほとんどなくなってきている。残念

 回路図等は許可を頂いていないので控えさせていただいた。ググれば同等のものが沢山ヒットすると思う。どうしてもと言う方は、コメントなりメールなりでご連絡を。

 

 


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Test Receiver No.5 [受信機]

RFAMP(2SC1426)-2.jpg

 前回のRF-AMPにE-B間のNFB対策をしてみた。「トロイダル・コア活用百科」によると、歪みはエミッタの非直線性によるとの事で、ここにNFBをかけ改善するとの事である。詳しくはトロ活を参照されたい。

 NFB用のコイルにはFB801-43に1次1回、2次2回巻きである。


LNA02.jpg その結果は左の写真のようになった。7MHzでは数dBmの改善が見られた。周波数が高くなると伸びはなくなっている。
 コアの材質や巻数によりもう少し改善が期待できるかもしれない。 
 この電圧でIM3が+34dm程度取れればOKではないだろうか。
 2SK125を2本使ったゲート接地アンプも測定して比較してみたい。また2SC1426のプッシュプルや2台合成なども期待できるかも知れない。
 増幅度では、この対策を行った場合、高域(50Mhz以上)で無いときより低くなっている。HFにおいては問題なく10dB稼げているのでOKとする。
 今回はこのままで取敢えずTEST受信機を構成していく予定。


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Test Receiver No.4 [受信機]

Hybrid.JPG

 ジャンク箱を漁っていたら、このようなPower Splitter/Combinerが出てきた。早速Mini Circuitsのデータを見たら、これは使える。ということで早速RF_AMPのIMDを測定してみた。特にIM3は、第3次相互変調歪で、AMP等の性能評価に用いられている。
 計算は、近接した2信号(今回20KHz)を入力しその出力レベルをPo(dBm) 第3次歪を P3(dBm)とすると
IM3(dBm)=Po+(Po-P3)/2 となる。
 当然大きいほど大きな信号に対しても歪が少ないということになる。

 今回の2SC1426NFB_AMPは写真のようになった。もう少し改良すると数dB改善できるらしい。さらに同一回路をパラやPPにしたり、もっと大容量の素子を使ったAMP等に取り組み+40dBm越えを達成しているOMもおられるようだ。

(以下測定方法にミスがありましたので記事内容を書き換えました。)
 IM3の測定には2信号発振器とスペアナが必須であるが、その使用方法にもコツがある。今回始めて測定したが、スペアナ本体のダイナミックレンジ、ノイズフロア、内部歪み等に気を使う必要があった。当初内部歪みをIM3として測定してしまった。基本の2信号を直接入力し、レベルあわせ及び歪みチェックを行い、必要であれば内部アッテネータをマニュアル設定し歪が見えなくなることを確認する必要があった。簡易型スペアナにはアッテネータのマニュアル設定がないものもある。これらでは測定が難しい。
 高周波測定の難しさを改めて知った思いである。
そして改め測定したものを掲載する
LNA01.JPG 
各周波数においてIM3 30dBmを超えている。
21MHzは写真ミスにより掲載していないが30dBmは超えている。

次は、E-B間のトロ活にあるNFB対策をやってみる。







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Test Receiver No.3 [受信機]

RFAMP(2SC1426).jpg

 前回のMixerに続いてRF-AMPを製作。
回路は「トロイダル・コア活用百科」にあるNFB-AMPとした。これはノートンアンプと呼ばれている。Low_Noiseと高IM3を期待してのことだ。
 原回路ではトランジスタに2SC1747というft1.4GHz Pc 0.3WのRF用トランジスタであるが、手持ちの2SC1426を使用した。
 2SC1426は、CATVブースター等に使用されたLow_NoiseのRF用でft2.5GHz Pc 3.5Wと2SC1747に比べてかなり強力である。データシートによるとIMが低くなるのは、40-50mA NFが低くなるのは3-5mAとなっているが、今回はHF-50MHz程度なのでIM重視でIc:45mAとすることとした。
 ほとんど原回路のままなので、詳しくはトロ活を参照されたい。

 出来栄えは写真の通りで、100MHz程度まではおおむね+10dBの増幅度であった。信号純度もきれいな感じであるが、詳しくは2信号によるIMD測定が必要である。2信号SGを作る必要がある。今回はTEST受信機なので、全体構成が完成したのち測定してみたいと思っている。
因みに入力+10dBm程度が限界である。RFトップには十分と思う。(S9+60dB=-13dBmなので) 

 これで一応RFからAFまで基本ユニットが完成した。これから調整作業が始まる。 


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Test Receiver No.2 [受信機]

MIX.jpg

 前回IFからAFまで作成した。今回はMixerを製作。
回路は高IPと利得が少しあることからFET4本によるアクティブDBMとした。

 このMixerは、中・高級機では一般的なものなので、特に解説は不要であろう。
 FETには2SK125でIdssをそろえたものを使用。RF_INとLo_INにはトリファイラ巻きの広帯域としている。IF_OUTはFCZ7-9MHzを使用した。このFCZコイルは1次側がバイファイラ巻きとなっているのでここに最適である。一般のIFTコイルではバイファイラ巻きにはなっていないのでちゅいが必要である。

 今回の仕様としては、
RF入力: 7MHz
IFOUT: 8.234MHz(クリスタルフィルタ周波数)
Lo IN: 15.234MHz 

DSCN0454.JPG 尚、トロイダルコアは、この前の稿で紹介した7Kタイプのベースに取り付けたものである。
 出来上がりのデータは写真を参照願いたい。調整はバランスボリュームで基本波が最低となるよう調整する。少々クリティカルではあるが、ストンと消えてくれた。次にLo信号のレベルを変化させ最適値を探る。低すぎるとIF_OUTが小さくゲインが取れない。大きすぎると歪が発生する。これらを見極め決める。今回は-7dBmとなった。(Lo_INにはバッファアンプがつけてあるのでVFOによっては不要またはアッテネータ等でレベル調整が必要)
 2信号発生器がないのでIM3等はわからないが単信号入力で-10dBm程度までは、忠実に変換されている。これ以上では歪が出てくる。

DSCN0457.JPG 写真ではLoの2倍高調波(15.234x2=30.468MHz)が強烈に出ている。また、あるレベル以上の入力となるとこの信号とRF信号でイメージ波が出ている。しかしこれらは、本番ではLo信号にLPFが入ること及び出力にはクリスタルフィルタが入ることにより排除できるので問題ない。試しにIFの出力にLPFを入れてみたが、写真のようにきれいな出力となっている。

 

DSCN0458.JPG 流石にFET4本によるDBMで期待できそうな感じである。

この後は、これに見合った高IP Low_Noise RF_AMPが必要である。
今検討しているのはNFB_AMPである。

続く・・・


DSCN0459.JPG







DSCN0460.JPG 

 


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Test Receiver [受信機]

DSCN3260.JPG

 MC1490のIF-Ampを作ってみたが、評価するには受信機として実際に聞いてみることが一番。と言うことでフィルターと検波回路を作ってみた。

 

 

WS01.JPG

 FilterはJA9TTTさんのBlogに紹介されているChebychevタイプ8-poleで試作した。水晶はジャンクで仕入れた8.234MHzのHC-49U/S 40個から抽出。(詳細データは図を参照)
 出来上がりの特性をおじさん工房のAPB-1で見てみると、スカート特性はまずまずであるが、リップルは2-3dBと計算値(0.1dB)と大きくなってしまった。コンデンサーの組み合わせや浮遊容量等を考慮して色々変えてみたが、リップルに大きな変化は見られなかった。
 そうなるとやはり水晶の選別に問題があるのだろうか? 今回はG3UUR方式の水晶発振回路で測定しDishalのフィルターソフトでパラメータを求めている。Fs(直列周波数)を昇順に並べてもっとも差異の少ない8個を使っている。結果からみてリップルが今一。コンデンサーをいじ

filter8234-2.jpg

ってもあまりリップルに変化がないということは、この選別においてFsのみではなくLm(またはCm)にも着目する必要があるのかもしれない。今後もう少し掘り下げる必要がある。取敢えず今回はこれを使用して実際の電波を聞いてみて評価してみる。

 

 
WS000003.JPG

 

 

 

 

 IF-Ampは前記事を参照願います。

SSB-DETECTER(uPC1037).jpg

 検波回路は、SSBはuPC1037H二重平衡変調回路用ICとした。このICはYAESUの無線機によく使われていた。外付け部品がほとんどないシンプルなICである。キャリアサプレッション等はあまりよくないようなので、周波数変換などに使われているようだ。検波なのでこのことはあまり問題ないと思う。単体実験では、IF信号 -10dBm-0dBm がいいようである。SSB信号発生器がないのでBFOは入れていない。AM変調信号で聞いてみたが音質等に問題はない。
 AMはトランジスタ検波とした。ダイオード検波より低歪との事なので、今回採用した。やはり入力は-10dBm以上必要である。音も問題ないようである。実際信号での評価が楽しみである。

DSCN3261.JPG

 ここまでのユニットを写真のように接続し動作させてみたが、やはりIF-AMPには幾つか課題がありそうである。ノイズが大きいようである。単体実験でもそんな感じであった。多少発振気味なのかも知れない。またAGCも再調整が必要である。信号を大きくしていくと音声が小さくなりすぎる。このあたりは全体が出来てからの総合調整が必要である。

 取敢えずRF-AmpとMixerを作り全体として調整する予定。
 


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