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シズオカAR96／JR2GUI (2024/11/22 13:05:05)

現在データベースには 279 件のデータが登録されています。

Vol.7　周波数構成変更 (2016/11/28 20:53:34)

アンテナをしっかりマッチングの取れているものに変えた。NE612の入力／出力はシングルエンドから差動に変えた。それぞれのブロックごとにインピーダンスマッチングも取った。それでもオモチャレベルの感度しか得られない。こうなってくるとそれよりも下流、つまりLMF501かNJM386に原因があるように思えます。

現在の周波数構成は27MHzのRF入力に対し局発が16MHz、中間周波数が11MHzとなっています。この11MHzをLMF501に入力しているわけですが、本当に11MHzという高い周波数で大丈夫なのか？という疑問が湧いてきました。なぜIFを11MHzにしたかと言えばネットの製作記事で18MHzとか20MHzまで聞こえました！というものを複数見つけたから。データシート上では3MHzまでとなっているため本当に高い周波数でも聞こえるの？ということで自分でも組んでみて、 7.42MHz～9.65MHzまでは海外の短波放送が良好に受信できることが確認できたため11MHzでもいけるだろうと思ったわけです。

しかし前述の通り11MHzでの受信性能が疑わしくなってきたので改めてネット検索をしてみると、衝撃の事実が発覚！

”10MHzを超えると急激に感度が低下し、全然聴こえない”

という記事が複数・・・ある方はLMF501を複数個用意し、全てを測定してみたところいずれも10MHzを超えたところで著しい感度の低下が見られたとのこと。なんてこった・・・。周波数が高くなる分、少しは感度も落ちるかもしれないと予想はしていましたが、まさかそんな急激な変化があるとは。しかも自分が動作確認したのは9.65MHzまで、 IFに設定したのは11.0MHz と、ちょうど10MHzを挟んだ上と下。なんというバッドチョイス。もう笑うしかない(^^;)

というわけで感度不足の主原因であろう箇所が分かったので、早速周波数構成を新たに決め直します。

１）できるだけIFを低く！でも455kHzはアマチュアバンドのイメージ混信がひどいので却下

２）データシート的には上限3MHzまでだけれど、クリスタルフィルタに使えそうな格安水晶がないので却下

３）手持ちに4MHzと5MHzはあるぞ！IF4MHzならイメージ周波数は19MHzなのでアマチュアバンドには被らない。短波放送もなさそうなのでこれに決定！

早速いつものaitendoで水晶探し。 23.040MHz ってのがあるので、これならCB3ch（27.040MHz）とMIXすればIFが4MHzになるぞってことで注文。で、NE612の発振回路を利用して発振させてみましたが・・・予想していた通り、やはりちょっと不安定。16.144MHzのときはビシっと安定していたんですが・・・基本波発振なのは20MHzくらいまでという話も聞きますので、23MHzだと3rdオーバートーン発振になるんでしょうかね？

周波数ズレも大きいのでトリマコンデンサだけでなくインダクタも直列に入れて周波数を調整。しかしまぁ気難しいこと。トリマをいじると発振レベルも大きく代わりますし、Cを大きくしすぎると発振停止することも。そのためトリマは容量の小さいものに変更しました。試行錯誤の結果、23.026～23.050MHzくらいの可変範囲が得られましたのでとりあえずOKとしておきます。ここは安定性を考えると外部に発振回路を組むなどした方が良さそうです。今後の課題ですね。ちなみにフィードバックコンデンサは16MHzのときの47pF×2から33pF×2に変更。発振周波数でのインピーダンスが同じになるようにしましたが、波形は綺麗な正弦波ではなく若干尖り気味です。

ICからの出力も周波数が変わりますのでそれに合わせてコイル巻き直し。前回と同じくバイファイラ巻きにして取り出します。計算値の1.74μHに対し実測は1.62μH。実測の方が少なめになるのは分かっていたので多めに巻きましたが、もう1～2ターン多くても良かったかな(^^;) なんとなくトリマの調整範囲外に共振点がありそうな雰囲気です。セラミックトリマはストッパーがなく何周もグルグル回ってしまうので、振幅のピークが出てもそれが共振点なのかトリマの容量の最大点（もしくは最小点）なのかが分からないんですよね(^^;) ディップメーターが欲しいなぁ。

続いてフィルター作り。水晶が4MHzになるのでコンデンサの値も変わります（計算式は過去記事をご覧ください）。ひとまず広めにということで計算してみると C=1pFで帯域7.2kHz 。狭いなー。これ以上は広げられないのか。1pFなんて浮遊容量の影響を大きく受けそうです。気をつけて実装しないといけませんね。

例によって可変抵抗を使って出力インピーダンスを求めてみると3.36kΩとなりました。計算値と10倍以上違うぞ・・・。帯域も実測してみると 6dB減衰の幅は1.5kHzくらいしかない (^^;) ちょっと周波数低すぎるのかな。狭いながらも一応0dBとなるピークが出ているのでとりあえず先に進めます。

色々と気になる点は残っていますが、週末のフィールドテストに間に合わせたかったので暫定仕様として組み付け。前回同様に各部の振幅を測定してみると、

　・アンテナ入力　43mV

　・IC入力（差動）70mV

　・局発からICへの入力　74mV

　・IC出力（差動）270mV

　・フィルター入力　103mV

　・バッファ出力　55mV

　※値は全て実効値

となりました。NE612の入出力で見てみると 12dB弱。データシート上の14dBには届いてませんがまぁまぁかな。フィルターでのロスが大きいのが気になりますが、最終的にアンテナ入力より2dBくらい増えてバッファから吐き出されているのでとりあえずOKかと。

さて、フィールドテストの結果は・・・？

前回か細い音しか聴こえなかった場所で再テストしてみるとバリバリ歪むくらい良好に入感 (^^)こりゃー良さそうだ！ということでハママツAF59局にもっと離れた場所まで移動してもらったら・・・全然聴こえないorz まぢかよ。あんなにバリバリ聴こえてたのに。

IFの周波数下げてLMF501がしっかり増幅できるようになればもう余裕っしょ！と思っていただけにショックは大きい(>_<) 狭すぎるフィルターを改善することと、LMF501への接続方法も見直してみようかと思います。

～つづく～

サーフで黒鯛！ (2016/11/27 16:29:10)

珍しく釣りの記事です。このところサーフ（砂浜からの釣り）でヒラメが好調だと幼なじみから連絡が来たので一緒に行ってきました。

AM3:00起きで遠州灘の某ポイントに向かう。最近天竜川の河口は激混みで、アングラー（釣り人）が 5m間隔で立っているとか・・・ほんの少しでもミスキャストしたらオマツリ間違いなし。そんなとこ行きたくねぇわってことで、ちょっと離れた別ポイントへ。駐車場に着くとまだ真っ暗で雨も降っているというのに、結構な人数が準備をしています。酔狂だな・・・（←お前もな

いつもは波が高く荒れている遠州灘ですが、今日は気味が悪いほど波が静か。そのため流れが読めません。波打ち際の地形から、おそらくこのあたりにいい感じの流れがあるだろうと予測していざ戦闘開始！

開始から1時間ほど経っても反応なし。辺りが明るくなってきたな～と見回すと20m間隔くらいでずーっと向こうまでアングラーが並んでいますが、釣れている気配はなし。潮止まりだから下げ始めないとダメかな～なんて思いながらロッドを振る。

上げ止まりから1時間ほど経ったころ、それは突然やってきた。

波打ち際から20mほどのところでまさかのヒット！おぉ、デカいぞ！一瞬チラっと銀色の頭が見えた。マダカ（遠州地方ではスズキをこう呼ぶ）か？でもそれにしちゃ引きが違う。しばらくファイトを楽しんでいると急に大人しくなったので打ち寄せる波に合わせて浜に引きずり上げる。このときが一番バレやすいので慎重に慎重に。

上げてビックリ、なんとクロダイでした！サーフからも釣れると聞いたことはありましたが、ほんとにいるんだなぁ。しかもこんな岸に近い浅瀬に。防波堤や磯にいるイメージしかないので驚きました。サイズは43cmとまずまず(^^) フロントのフックは口に、リアのフックはエラにかかっていました。途中から大人しくなったのはエラにかかったせいだな。

ヒットルアーはメタルバイブ。これでボトムを叩きまくっていたら出ました。3時間半ほどの間、自分以外は誰も釣っていなかったのでチョイスが良かったのかもしれません。だいたいみんなシンキングミノーとかペンシルだし。

その後は１回アタリがありましたが乗らず。帰ってからすぐに刺身と鯛茶漬けに、残りの薄い身はキノコと一緒に醤油バターソテーにしていただきました。自分で釣った魚は格別です(^^)

＜メモ＞

中潮　満潮4:55（舞阪）

Vol.6　作り直し (2016/11/23 0:05:30)

ちょっとバッファ入れたくらいでは大して感度上がらなかったので気合い入れてあちこち見直しました。

◆NE612の入力・出力を差動に

これまでシングルエンドで入出力してましたが、共振回路を設けて差動入力／出力にしました。コイルはトロイダルコアT37-#6を使い巻き巻き。二次側が共振回路になる場合、一次側のインピーダンスはいくつになるんだ？？共振時のインピーダンスも頑張れば計算できなくはなさそうですが、R分の測定誤差なども考えるとあんまり当てにならなさそう。ということで深く考えるのはやめ（笑、NE612の入力インピーダンス1.5kΩとアンテナの50Ωを元に巻数比1:5（インピーダンス比1:25）としました。（書いてて気付きましたが二次側は16Tか17Tの方が良かったかも。なんで15Tにしたんだっけな？ ^^;）

出力側は当初15T:3Tにしてましたが、あまりに電圧振幅が小さくなってしまうのでバイファイラ巻きで15T:15Tに変更。可変抵抗で出力を終端し、電圧振幅が半分になるポイント（出力インピーダンス）を探してみるとおよそ660Ωでした。

アンテナアナライザに30dBのアッテネータをかまして27.144MHzを入力し、各部の振幅を測定してみました。

　　TP1：8mV

　　TP2：26mV

　　TP3：233mV

　　TP4：92mV（無負荷）

　　※値は全て実効値

　　※TP1, 3, 4は対GND，TP2は差動入力の振幅

アンテナ入力から見ると 21dB 、ICの入力からだと 11dB のゲインが得られています。NE612のデータシートを見ると最大で14dBの変換利得ということなので足りていませんが、それでもフロントエンドでこれだけゲインを稼げていれば良い方ではないかと思います。局発の入力レベルを調整すれば最大利得に近づけられそうですが、ひとまずここでOKとします。ちなみにシングルエンドでそのまま取り出していたときよりも今回の方が段違いに綺麗な波形になりました。共振回路の効果は大きいですね。

◆クリスタルフィルタの帯域変更

手持ちの都合でCの値が揃っていなかったりしてあまり綺麗な特性になっていなかったフィルタ。部品を揃えて再度組み直しました。Cの値を変えることで帯域もちょっと変更し、これまでの15kHzから9kHzに。測定してみると帯域内のリップルはあるものの約8kHz弱とだいたい計算通りの特性になりました。

こちらも出力を可変抵抗で終端し振幅が半分になる抵抗値（出力インピーダンス）を求めてみると1460Ωと計算通り。

◆クリスタルフィルタの入力インピーダンスマッチング

実測の結果、NE612からトランスを介した出力インピーダンスは660Ω 、クリスタルフィルタの入力インピーダンスは1460Ω 。これらをマッチングさせるためフィルタ手前に直列に1470Ωの抵抗を入れました。出力の振幅が減ってしまうのがどうにももったいない気がしてならない(^^;) のですが、ミスマッチのままだとフィルタで弾かれた周波数成分が前段に戻って悪さをしてしまうこともあるようなのできちんと処理しておきます。

◆改めてユニバーサル基板に組み直し

上記のような測定、実験を行いつつ基板に組んでいきました。フロントエンド組んで～、NE612の局発発振もOK、出力もしっかり出ている、フィルターで綺麗な11MHzも得られた。と、ここまで非常に順調に進んでいたのですが・・・フィルタ後段にバッファを付けたところで問題発生！なんか波形が汚いぞ？？

フィルタの出力を直接見たときには問題なかったことを考えるとバッファの電源ラインからノイズが混入しているようです。ドレイン側に104（0.1μF）のパスコンをぶら下げてやるとかなり改善しましたがまだ少し波形のピークにノイズっぽいのが残ってます。

10μFのケミコンを追加してみたり40mHのコイルを直列に入れてみたり、NE612から漏れ出ているのか？とNE612の電源周りもデカップリングを強化してみましたが効果なし。完全に除去しきれないのが気持ち悪いですがとりあえず異常発振は起きていないようなのでこのまま進めてみます。

LMF501とNJM386も移植し、こんな感じに。

裏面はこんな感じ。最初に全面に銅テープを張り、部品を配置するところだけカッターで切り取りながら配線していきました。これが効いたのか得意技の異常発振は無し(^^)

今回はお遊びで低音増強回路も付けてみました。これはLM386のデータシートに「Bass Boost」として記載されているもので、出力からCRを介して1pinに負帰還をかけるものです。聴いてみた感じ、Bass Boostというよりは高音カットですね。負帰還なので音量も小さくなります。小さくなった分音量を上げれば相対的には低音増強ということかな。オーディオ的にはBass Boost ONが良い音かもしれませんが、無線的にはむしろBass Boost無しの方が中域が強く出て聴きやすいです。

ここまでの暫定回路図

組み上がったものを部屋の中でヘリカル機から電波を出してチェックすると明らかに今までより音量が大きい！これは期待できそうだ！ということで某局にお手伝いいただきフィールドテストを・・・

前よりちょっと改善したものの、未だ実用レベルには程遠い・・・orz

ほんの少しずつ進歩してはいるものの、あまりに変化が小さすぎます。なんでかな～？少なくともフィルタ後まではしっかりとゲインも確保できていることは測定により確認済み。LMF501との接続が悪いのか？それともLMF501に11MHzという周波数はやはり高すぎるのでしょうか。予備実験では9650kHzの短波放送までは良好に受信できていたのですが、1MHzちょっと高くなっただけでそんなにゲイン落ちるもんなのかなぁ。LMF501のゲインも測定してみる必要がありそうですね。

・・・と、ここまで書いたところで衝撃の事実が発覚！！！

～つづく～

27MHz受信機　AR-02の製作　Vol.5　インピーダンスマッチング (2016/11/21 19:25:56)

ちょっと前回の記事から間が空いてしまいましたが続きです。感度不足だった前回の仕様からいくつか変更。

◆フィルタとLMF501の間にバッファ追加

LMF501の入力インピーダンスはデータシート上は4MΩとなっており、フィルタの出力インピーダンスに対し充分大きい・・・はずですが、LMF501を使った中波ラジオの製作記事を見るとどうも前段への影響が少なからずあるようです。直流的な抵抗は大きくとも入力容量など他の要因により同調回路のQを下げているようです。だとするとフィルタからLMF501への接続が「ロー出しハイ受け」になっているからOKとも言えないかもしれません。

トランスでインピーダンス変換も考えましたが、どんな風に影響を受けるのか分からないこともあるため2SK241のソースフォロワを入れてしまうことに。これなら影響も限りなく小さくなるでしょう。

◆アンテナ変更

前回は適当な1.5mのロッドアンテナをつないでいましたが、これを27MHzに同調しているものに変更。以前製作したローディングコイル付きのロッドアンテナです。ロッドの長さは60cmくらい。

これら2点の変更の効果はいかに？

ローカル局にお手伝いいただきフィールドテスト！前回よりは受信できる距離が伸びましたが・・・まだ実用レベルには程遠い。おもちゃレベルです(^^;) う～む、このぐらいじゃまだダメか。ミキサー周りも手を入れないとダメですね。

～つづく～

※この記事と次の記事を書いている途中に、感度不足の主原因であろう箇所に気づきました。が、まだ回路の修正が出来ておらず未確認なのと、そこに至るまでの経緯を自分用メモとして残しておきたいため少しずつUPしていきます。ご容赦ください(^^;)

27MHz 受信機　AR-02の製作　Vol.04　ひとまず仮組み (2016/11/9 22:34:09)

NE612を使ったクリスタルコンバータ（周波数変換）、ラダー型クリスタルフィルタを組み合わせて周波数変換とフィルタリングがきっちり行われているか確認。

NE612の出力を測定したときは色んな周波数が混ざっていて不安定でしたが、クリスタルフィルタを通すと綺麗な正弦波になっていて思わずニヤリ。

フィルタの後段にLMF501を使った短波ラジオ、NJM386を使ったオーディオアンプを組み合わせ、ひとまず仮組み。あれ・・・ボリューム全開にしてもほとんどノイズが聞こえないぞ（汗。しかし至近距離でICB-88H（ヘリカル機）から送信してみると、非常に良好に受信(^^) 屋外でも試してみましたが、アンテナを縮めると受信しなくなるので配線から飛び込んでいるわけではなく、きちんとアンテナから周波数変換を経て受信されていることが確認できました。

しかし距離が離れていくにつれ音量が少しずつ小さくなっていく。ん～これじゃまだ全然感度足りないなぁ。少なくとも8chのプープー音やキュルキュルノイズが余裕で聞こえるレベルでないと実用にはならない。計算上はNE612の変換利得14dB＋LMF501の増幅70dB＋NJM386の増幅46dB＝合計130dBで利得は充分なはず。ただし実測してみたところNE612はほぼ0dBだったのでその分を考慮すると116dB。それにしては感度低すぎます。

感度低いからといってRF増幅やIF増幅をするとS/N比悪くなったり異常発振を起こしたりというリスクが高まりそう。今のところアンテナも1.5mのロッドアンテナだし、各段のインピーダンスマッチングもバラバラ。まずはこのへんから先に手を入れていきますか！

～つづく～

市民ラジオ・FT-817用　可変電源システムの製作 (2016/11/6 18:30:13)

某局より依頼があり、鉛バッテリーを使った電圧可変電源を作りました。

構成は

12Vのバッテリー2個直列で24V ⇒ 三端子レギュレータLM338Tで11～14Vに降圧 ⇒ 出力

といたってシンプル。レギュレータは秋月電子のキットです。放熱をしっかりすれば最大5Aまで出力できるようです。依頼主はバッテリー充電器を持っていないとのことなので同じく秋月電子の「鉛蓄電池充電器キット」を内蔵し、ACアダプタを挿すだけで充電できるようにしました。この充電器キットは￥1,000と安価なわりに優れもので、満充電になると自動的にフローティング充電に切り替わってくれます。

　大容量出力可変安定化電源キット　LM338T使用

　　 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-00096/

　鉛蓄電池充電器キット

　　 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-00074/

回路図はこんな感じです。基本的にキットの組み合わせですが、LM338Tの出力電圧を決める抵抗VR1，R2，Rv1，Rv2は出力が11.4～14.4Vの範囲になるようにしました。あまり高電圧を出力するとリグを壊してしまう恐れがあるので上限を決めておけば安心ですね。充電回路と2個のバッテリーの切り替えはトグルスイッチで行います。切り替え部に電圧計を付け、運用中に個々のバッテリーの電圧を監視したり充電中の電圧をチェックできるようにしました。

電圧計はaitendoの7セグLED表示のものを使いましたが、これがかなりのノイズを発生しており市民ラジオ運用には致命的。ダイナミック点灯の影響でしょうか。急遽電圧計のON/OFFスイッチを追加しました（上の写真はスイッチ追加前のもの）。運用しながらON/OFFしてみるとS2つくらいメーターの振りが変化し、聴いた感じも明らかにノイズレベルが変わります。オシロで見ても電圧計ONでは色んな周波数成分が出ていましたが電圧計をOFFにするとほぼ消えました。電圧計がここまで激しいノイズを出すとは意外でした。

出力電圧が14.4Vまで上げられるので、RJ-580のような定格電圧が高い（13.5V）機種でも出力低下を気にすることなく運用できます。エネループだとすぐに12V台まで下がっちゃいますからね。

※鉛バッテリーは短絡するととてつもない大電流が流れます。製作の際は絶縁や振動対策などに充分すぎるほど注意を払ってください。

全国各地一斉オンエアデーは萩太郎山から (2016/11/3 16:56:00)

ライセンスフリー無線の一斉運用イベントは年末年始一斉オンエアデーを除くとこれがラスト！秋オンが全く運用できず不完全燃焼だったので今回のオンエアデーはたくさん交信するぞ！

・・・と気合いを入れていたのに起きられず(^^;) 予定よりだいぶ出遅れて愛知県北設楽郡豊根村の萩太郎山（標高1358m）に到着。愛知県最高峰の茶臼山のすぐ南側にある山で、萩太郎山という名前があるにも関わらず斜面は「茶臼山高原スキー場」と名付けられている可哀想な山です（笑。

駐車場は紅葉見物の客でごった返しています。500円払えばリフトに乗って山頂まで行けますが、大した距離ではないのでゲレンデを歩いて登り15分ほどで山頂に到着。

なんだこの暴風は！？

まっすぐ歩けないほどの暴風が鷲ヶ岳方面から吹き荒れており、ロッドアンテナを伸ばすとしなるしなる。風を遮るものもないので吹きっさらしの中運用開始。立て続けに18局さんと交信できたところで寒さに耐えられなくなり撤収(^^;) 1時間ほどの短時間運用でしたが、賑やかなオンエアデーを楽しむことができました。各局QSO TNX！