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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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IF Amplifire (MC1490x2) その2(S-meter) [受信機]

IF-AMP(MC1490)-2.jpg

 前出のMC1490IF-AMPにS-meter回路を付加した。これも原典を参考にしている。
AGC電圧をそのまま電流変換してラジケータを振らせているだけである。但しAGC電圧は5.25-7Vの範囲なので、そのままではメーターが振りっぱなしとなる。そこで電源電圧を分圧して下駄を履かせている。ダイオードは逆流防止の為に入れている。
 調整はコールド側の半固定抵抗でメータが0になるようにセット。次に予定最大信号を入力しメータ最大値近くにセットする。
しかし、この状態ではAGC電圧がリニアでないこと、ラジケータがリニアでないことから旨くセットできない。その為S9(アンテナ端-73dBm)の時ラジケーターがS9の位置になるようセットすると良い。それでもやはり高い信号の時は詰まった触れとなる。
 まあ簡易的な回路なのでこんなところで良しとした。

おまけ
DSCN3226.JPG いつもメーターをそのまま使って実験していたが、見難いので写真のようなものを作ってみた。
ボール紙で傾斜パネルを作り、ラジケータ用の穴を開け、両面テープで貼り付けただけである。これならメータも簡単に取り替えられる。
 こんなものでもぐっと実験効率が上がる。(自画自賛)  

 

DSCN3228.JPG

 


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IF Amplifire (MC1490x2) [受信機]

DSCN3221.JPG

 受信機構成の中で中核となる中間周波増幅部の実験をしてみた。コリンズフィルタやラダーフィルターの実験や周波数変換回路の実験を行う為に、TEST用受信機が欲しくなったためである。各部要素毎にユニット化し取り替えて試験できるようにすれば非常に便利だと思う。
 IF増幅としては、3SK74やトランジスタ等の2-3段増幅が多く見られるが、今回MC1490の2段増幅に挑戦してみた。MC1350の使用例が多く見られるが、M1490はMC1350と同等品とされている。しかし使用例はほとんど見ない。何か問題があるのかも。少ない資料を調べてみると、安定に動作させるのが難しいようである。しかし増幅度やAGC範囲等には、大きな魅力を感じる。

IF-AMP(MC1490).jpg 回路構成はデータシートに載っている「Two-Stage 60MHz IF Amplifire」を参考にした。増幅度80dBとなっている。
発振しやすいということでQダンプ抵抗やシールドの指示がされている。今回8Mhzラダーフィルター用であるが、用心をしてLow-L High-Cとして最初FCZ-50のコイルを使い試作したが、如何せん低すぎるのか60dB以下の増幅度となった。そこでコイルをFCZ-14を使用してどうにか75dBmの増幅度を確保した。
 AGC回路は、WiFB著書の「DESIGN NOTEBOOK」に掲載されているCA3028A用AGC回路を参考とした。但しCA3028AではリバースAGCで使用しているので、フォワードAGCとなるようオペアンプ741を非反転増幅に変更している。
 オペアンプの前のFETは不要な気もするが、そのまま使用している。FETのソースをオペアンプに直結しているが、この辺りは納得いっていないが、取敢えず動作しているのでよしとしている。いづれ再検討する。(削除しました。

DSCN3220.JPG

 動作としては、増幅度75dBでAGCも-80dBmから十分効いている。もう少し下から効くようにしたいところであるが、前段(高周波増幅やMixer)での増幅も期待できることから、そのままとしている。この辺りは全体構成が見えてきたところで再調整していきたい。
 気になることとしては、ノイズレベルが高い気がしている。IF回路なのであまり気にしなくてもいいのかもしれないが、流石にゲインが高いのでシールド等ノイズ対策はしっかり作りこんでいく必要がありそうだ。 一応AM検波回路で検波しAM変調波を効いてみたが特に問題が無かった。
 出力はMax 0dBm以下とする必要がある。ここを気をつけないと波形が歪んでしまう。
 今回の試作で何となく使えそうな物が出来そうであることがわかった。部品箱の在庫減らしのためにももう少し使い込んでみたい。データシートにはこのMC1490で「Speech Compressor」が掲載されているので、いずれ試してみたい。

 【訂正】 AGC回路においてFET1個削除 回路図差替


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AM 受信機 [受信機]

DSCN3207.JPG

 最近ブログネタがあまりないので以前製作したLA1135を使用したAM受信機を基板化したものをUPしてみた。
ICや回路についてはJA2NKD無線工房(その2)ブログの7MHzAM受信機や、このブログのLA1137受信機を参照願います。
 今回再現性の試験を兼ねてこれを基板化した。回路としてはあまり変えていないが、TOPのFETを2SK240から2SK93に、AGCのpinダイオードをトランジスタ(2SC1815)とし汎用品で製作できるように変更した。その他部分は変更していない。

 

DSCN3208.JPG

 結果は前作と変わりなく良好に作動している。
このLA1135は安定して作動してくれる。唯一Sメーターのダイナミックレンジが少し狭い。-73dBm(S9)+0dBm程度までは綺麗に振れるがそれ以上は飽和してしまう。LA1137であればもう10-20dBm位広がる。総合成績ではLA1137に軍配が上がる。しかし入手性に難がある。LA1135であればまだまだ流通在庫があると思う。(鈴商あたり)

 以前製作したDDS-AM変調と三菱FETリニアを組み合わせてAMトランシーバーに組み上げる予定。完成後ブログ(その2)に掲載予定。 


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ダイオード カーブトレーサー [測定器]

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 機器修理の時、時々ダイオードの判別に困る時がある。ダイオードはトランジスタ等のように番号が無いものが多い。外形からゲルマ、シリコンぐらいの判別は付くが、その特性については判らない。
 そこで電圧-電流特性が判れば何とか互換品を探せる。電源とテスターでデータを採っていては日が暮れる、夜が空ける。
ならば特性を直視できるカーブとレーサーを作ってみようと考え、ググって見たところ「イーエレ」さんのHPに簡易トレーサーの作り方があったので早々作ってみた。

CurveTracerReal.gif

 回路は本家そのままである。オペアンプ2個で三角波を作りオペアンプでバッファし、2SC1815,2SA1015のコンプリプッシュプルで電流ブーストしダイオードに流す。そのダイオードの両端をオシロスコープのX-Yモードで見ることによりカーブを見ることが出来る

 写真にシリコンダイオード、ゲルマダイオード、ショットキーダイオードの例をUPしてみた。横軸(電圧)の精度が今一と思うが、立ち上がりの差異は十分判別できる。これで近似のダイオードを探すことが出来そうだ。
 今後もう少し正確に出来るよう調整してみよう。

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オートダイン受信機 [受信機]





2015-04-6--19-11-21.jpg 先月無線愛好家ガレージセールで入手した真空管式オートダイン受信機を作ってみた。
真空管を動作させたのは数十年ぶり。
回路は6CB6単球で再生検波式である。1球で増幅および検波を行うものでよく考えられている。若い頃はこのような受信機をよく「作っては壊し」したものだ。まともなものが出来たためしがない。そんな懐かしさから今回入手したものである。
 久しぶりにシャーシーパンチで真空管ソケットの穴あけをおこなったが、サイズが少し合わずリーマーを持ち出し成型を行った。
 一番面倒なのは、電源部であるが、今回は実験用電源で簡易的に動作させている。
 真空管ヒーターはやはりほのぼのした趣がある。しかし6.3V300mA必要であり、改めて半導体の効率の良さを再認識した。しかしいまだに謎なのはなぜ6.3Vなのかな?

 動作としては、感度は今一であるが、夕方からはこれでも十分いろいろな信号が入ってくる。今は、中国国際放送局と思われるラジオ局の日本語放送による「中国語講座」のようなものが聞こえていた。今は音楽番組。しかし数局纏めて受信できてしまうのはいささか困った。
 またシャーシー等を叩くと周波数は動くし、ショック音が検波されAFにボコと出てくる。当然と言えば当然であるが。
 そんなこんな昔を回顧させるには十分なおもちゃが出来上がった。
さて、これをどうしよう。

ちょっとしたお楽しみでした。


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フリーマーケット [その他]





  今日近隣の無線クラブ主催のフリーマーケットが開催されていたのでローカル局と行ってきました。
秋葉原の路上ジャンク屋さんを思い出す風景でした。
 無線機、測定器などを期待しましたが、少々寂しい感じで、部品レベルが多いように感じました。
 ひと昔前なら米軍ジャンク品とかがあり、開始と同時に取り合いになることも。
 今回はFT-101が唯一くじ引きとなっておりました。
 小生がGETしたのは、6CB6単球オートダイン受信機部品キット、TAMURADIOの600Ωトランス、シーメンスキースイッチ。さてオートダイン受信機でも作ってみますか。
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DDS Direct AM変調 [送信機]

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 中華製DDSに使用されているAD9850,9851のアプリケーションノート(AN-423)にAM変調がある。今回これを元に実験をしてみた。

 

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【回路】 
 アプリケーションノートに記されている回路図は左のような回路である。オーディオ信号をFET(2N7000)で受けDDSのRSET端子(PIN12)に接続する。
 この回路通りに製作し実験してみたが、綺麗な変調は掛からない。FETのデータシートを見るとエンハンスメントFETである。オーディオ信号を通すためには、ゲートバイアスを掛け、ドレイン電流を流してやらなければ旨く働かない。そこで全体回路図のようにバイアスを掛けてみたところ旨く動作した。デプレッションタイプのFETならば、バイアスを掛けなくてもいけると思うが実験していない。
AD9850AM2.JPG DDSの出力であるが、IOUTとIOUTBの2つがある。一般的には片側不平衡で使用するが、AM変調を掛ける場合は、両方を使用し平衡出力としないと100%変調を掛けることは出来ない。これもアプリケーションノートに参考回路がある。(左図) 今回はFT23-43にトリファイラー巻したコイルを使用した。出力にはローパスフィルタを付加している。
 出力は左図のように綺麗なAM変調を掛けることが出来た。実際受信機で聞いてみたが問題は無いようである。

DDS AM Moduration.jpg

  AD9850AMhakei.JPG  DSCN2625.JPG

【中華DDS改造】

 実験には中華製DDS(AD9850)を使用したが、今回の実験のために改造している。回路図では表現しにくいためいかにまとめてみた。
・基準クリスタル発振器の取替(これは、もともとのクリスタルに不安があるため日本製に取替 60Mhz)
・IOUTに繋がっているローパスフィルタ部分を取り外し、IOUTを直接端子に接続
・RSET(PIN12)はアース間に抵抗が付いているので取り外す

 今回の実験には以前製作した万能DDSコントローラー(AVR)を使用してコントロールしている。AM変調用FET(2N7000)は、小さな基板に取り付け中華DDSの上に取り付けている。
 マイクアンプ回路にはTL072デュアルオペアンプを使用し、1個でアンプ 1個でローパスフィルタ(3KHz)としてFETに接続している。

 送信周波数をDDSで作り出し直接AM変調するという簡単な回路構成でAM信号が出来た。DDS出力は8dBm程度であった。これを32dBリニアに増幅すれば10WAM送信機が出来上がる。但しAMピークではSSB等に比べ4倍の電力が必要であるから、リニアアンプには40W程度の能力を必要とする。出なければマイナス変調となってしまう。
従来の終段に変調トランス等で変調するか、最近話題のEクラスアンプにPWM変調するか、このDDSダイレクトAM変調でいくか、AMでも色々な方式が選択できて面白い。いろいろ製作し聞き比べも良いかも。

 尚、今回は実験なので回路図等を整理仕切れていないので、わかりにくいと思うが、ご勘弁を。
 


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RD15HVF1 Push-Pull Linear Amplifir [リニアアンプ]

RD15HVF1.JPG

 前回の予告通り 今回はRD15HVF1によるプッシュプルアンプを製作した。
RD16HHF1ではHFの低めの周波数をターゲットとしたため、50MHzではかなり効率が落ちていた。
 今回はHFの高目から50MHzをターゲットとするためFETをRD15HVF1を使用している。
基本回路はRD16と同等である。

 

RD15HVF1pushLinia.jpg

 前回からの変更点は、FETの変更と周波数補正である。基板も新たに作り直している。また、FETの前と後の結合コンデンサーは、0.1uF+1000pとして高周波での損失が少しでも減るようにしている。
 周波数補正も幾つか方法があるが、いつものように手当たり次第に試してみた。結果ドレインとアース間に330pFを入れることにより広域の出力が劇的に増加した。
 また、21MHz-50Mhzでのバラツキを抑えるためNFBの抵抗を680Ωから390Ωとし均一化させている。このため全体での増幅度は10dB程度になっている。

 詳細のデータ取りは行っていないが、リニア動作としてMAX20W ピークは25W以上となり概ね満足できる値となった。

 どうしてもバイアス電流が500mA(FET1個あたり)のため小さい出力では効率が悪いが、現行入手できるデバイスで作れることと、安定に動作してくれることは、高周波トランジスタがほとんど入手できないため 貴重である。


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RD16HHF1 Push-Pull Linear Amplifire [リニアアンプ]

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 7Mhz用10-20Wリニアアンプが必要になったこともあって、以前シングルでの実験後手付かずだった三菱パワーMOSFETのPush-Pullを試作してみた。
 回路はごく普通の回路であり目新しいところは無いが、現在用意に入手できる部品を極力使用するよう心がけた。

 

RD16HHF1pushLinia.jpg

【回路】
 入力は、不平衡から平衡の変換としてフェライトコア(FT37-43バイファイラ巻8t)を使用した。FETのゲートとのマッチングは特に考慮していない。コンデンサーで直流をカットしゲートと接続。ゲートには定電圧電源(78M08)から1KΩ可変抵抗器を経由し電圧を印加。Igsが1個に付き500mA 合計で1A流れるようにそれぞれの可変抵抗器を調整する。
 出力回路は、フェライトコア(FT50-43バイファイラー7t)で1:4のインピーダンス変換を行い、中点から電源を供給している。
その後フェライトコア(メガネコア43材 斉藤電機商会で購入)を使用し巻数比1:2 インピーダンス比1:4のトランスで平衡-不平衡変換を行い出力している。
 NFB(負帰還)は、特に検討はせず、経験とNETでの記事を参考に適当な値(680Ω+0.033uF)としている。この値はまだ検討の余地がある。取り合えず作ってみてから。

【基板】
 基板は、実験としては珍しくエッチングで作ってみた。部品を色々試すため、銅箔面を上にして、部品を直付けとした。これで、色々な抵抗値、コンデンサー、コイルを実験できる。

【動作】
 当初出力メガネコアの巻数を1:3としていたが、うまくいかず巻数比1:2にしたところ非常にいい動きとなった。その他は、設計通りで、特に抵抗値などは調整せず、掲載した図面のような結果となっている。
 7Mhzでは、最大値40W近くまで出ている。リニアの領域としては20W程度。まずまずである。出来ればリニア領域をもう少し延ばしたいところであるが、FETの性能限界に近いかもしれない。取り合えずの作にしては、いい値と思う。
7MHzSSBで10-20W出力には最適だと思う。CWには効率を考えると勿体無い。小電力変調用AMリニアとするならば、5-7位がMAXである。出来れば40W出力まで伸びて10WAM対応できればと思うが、無理をしてもとも思う。
 ツイデニ28,51Mhzのデータも取ってみたが、20W程度までは何とか対応できそうである。もう少しコイルやコンデンサー補正、NFB等の最適値を探せば、7Mhz近い値まで追い込めるのではと考えている。特に28Mhzは可能性が高い。50Mhzは出力トランスの検討が必要かも知れない。欲張らずHF広帯域用20Wとするのが良いと思う。50Mhz用としては今後実験予定のRD15HVF1 Push-Pullに期待したい。

 当初苦戦を想定していたが案外すんなり出力が出たことは非常に嬉しい。尚、効率については、バイアス電流が各500mAと言うところが効いており低出力では効率が悪い。やはり10-20W位で使うべきと思う。

次回はVHF用にトライしてみる予定。 

訂正:2015.04.08 回路図修正 

 


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