JF3DRIの気ままな出来事

GWの暇にまかせてSi5351Aと1.8inch TFTを使って2ch出力のSGを作ってみました。SGなら多少スプリアスが有っても問題無し。
AIの力を借りつつも、10時間ぐらい費やしてようやくってところです。100kHz～150MHzまで出力可能です。

CHANNEL 1のみ、CHANNEL 2のみ、両方出力、両方OFFをオルタネートで切り替えできるようにしてみました。
周波数ステップは 10Hz ⇒ 100Hz ⇒ 1kHz ⇒ 10kHz ⇒ 100kHz ⇒ 1MHz をオルタネートで切り替え。

更に...

スイープモードを実装してみました。

CHANNEL 1 からCHANNEL 2 に向かってSTEP値で加算していき、到達すると減算してマイナス方向へ移動するを繰り返しするように。
選択はタクトスイッチ押すごとに CHANNEL 1のみ ⇒ CHANNEL 2のみ ⇒ 両方出力 ⇒ 両方OFF ⇒ SWEEP MODE とオルタネートするよう変更です。受信すると「走るビート音」となります。

配線図は以下のような構成です。

動画ではブレッドボード上で回路を組み、3.3V動作のArduino Pro Mini（8MHz）で動かしています。そのため、1.8インチTFTとは直結しており、配線図にあるレベルコンバータは使わずに実験しています。

また、Si5351Aモジュールは秋月電子のものを使用しています。手元に26MHzのOCXOがあるため、中華製のSi5351Aモジュールに搭載されている25MHz水晶を取り外し、このOCXOを基準クロックとして使うことで、より高い周波数安定度を得られるよう改良する予定です。

ケースに収めて実用的な形に仕上げるのは、まだ少し先になりそうです。

Si5351A を使ってVFOを作る場合、使う周波数帯によっては近接スプリアスが問題となることがあります。



自作のスケッチだと55MHz帯付近でスプリアス発生が顕著となりました。

どのような動きをするのか、動画を撮ってみました。

マーカーのPeakが常にスペアナ画面の中心となるよう、設定してロータリーエンコーダーを回して周波数を可変しています。主となるスペクトラムの上下、またはよくわからないところに立つ柱がスプリアスで生成される周波数によって近づいたり離れたりするのがおわかりかと。

0.5MHz～150MHz程度に渡ってこれが出ないよう、AI にいろいろと尋ねてはいるのですが、生成されるスケッチを試してもダメだったり、エラーが出るウソ付いてきたり、うまくいきません...

・PLLの周波数
・リファレンスとする水晶発振子の周波数(25～27MHz)だが実際は低い周波数や高い周波数でも動作する
・分周がインテジャーかフラクショナルか

このあたりがポイントなようですが、広帯域に渡って得る信号だと、いずれかで発生し、全帯域では無理なようです。
というか、これが安価なSi5351Aの宿命みたいなものという感触です。

<ではどうすれば良いか>

トランシーバーを作るに当たって(送信時は)広い帯域が必要なことは無いので、そのあたりをいろいろと変化させて送信範囲にスプリアスが出ないよう、スペアナを見ながらパラメータをいじるしかなさそうです。広帯域受信で使うなら目をつぶるってことで。

更にAI の回答を迫ってみると...

・低い周波数ではDDS、例えば AD9850 を使え。
・Si570 などの別のICを試してみよ。

って回答が帰ってきました。

大きいほうのガラスビーズにΦ0.8mm UEW線を巻いてみた。
内径14mm、外形25mm、厚さ6.4mmです。

デザイン的に平坦ではありませんが、43回巻くことができました。



実測してみると 1.36μH 思っていたよりインダクタンスが小さいです。
AI (Grok) に尋ねてみましたが間違い無いようです。



これだと、HFローバンド用してはインダクタンス不足で汎用性が低いです。

アミドンの 黄色コア (T-68-6) だと20回巻くだけで実測1.95μHが得られました。



また、この空芯トロイダルのほうがTシリーズのカーボニル鉄粉コアよりロスが少なくて良好じゃないかと、思い込んでいたのですがどうやらそうでもなさそうです。そのあたりが下記AIの回答です。



もうひとつ、コイルの良し悪しを表す指標で重要なQ値ですが、巻き方が簡単なソレノイド巻きと空芯トロイダルを比較してとAIに尋ねてみたところ...



線路長が長くなるのでその分の銅損でQが落ちるとのこと。

結論として、漏れ磁束の点では有利だが

・Q値は大きくならない(巻数が多いための銅損)
・インダクタンス小さい
・空芯ならソレノイド巻でいいんじゃねぇー

結局この発想はボツりそうです。
カットオフ54MHzのLPFを作るには良さそうですが...

コイル作成には欠かせないアミドンのコア、これ結構高価ですね。



ずいぶん以前(数十年前...)にこんな空芯コイルを作ったことがあります。
が、こんなのを作るのは非常に難しくて実用的ではありません。

だったら...ガラスまたは樹脂製のトロイダルコアに相当するドーナッツ型のモノに巻けば良いんじゃ??
ってことで。


手芸用で、ドーナッツ型ガラスビーズが安価(20個で110円)販売されいるのを探し出して購入してみました。




安価だったのでガラスではなく、樹脂製ではないかと疑い、ガスコンロで炙って燃えないかを確認しましたが間違いなくガラス製でした。

寸法は実測値で外形10mm、内径4.2mm、厚さ3.5mmです。

これを元に AI (Grok) に10回、20回、30回巻いた場合、どれぐらいのインダクタンスが得られるか尋ねてみると...


0.5μH程度は得られるとのAI 回答...　
(便利な時代となりました!!)



そのへんに有ったUEW線、たぶん0.3mmを適当に巻いてみました。
後から拡大鏡を使って巻数を数えたところ23回。



23回でAI に計算してもらったところ0.31μH とのこと。



じゃぁ、実測してみようじゃないか...ってことでDE-5000で測定したところ、
多少の誤差はあるものの、おおまかで合致していることを確認しました。

もう少し細い線を使うと30回は巻くことができます。
Maxで0.5μHとなると、HFローバンドでの使用はインダクタンスが足りませんが
ハイバンド～50MHzだとLPFとか、の製作に十分使える値です。

まとめとして、これのメリットとしては

・なんせ安価
・フェライトコアのように磁気飽和が起こらない
・真空管回路でも使える
・空芯なのでコア材のばらつきが無く安定した
　インダクタンスが得られる
・Qが高い(はず) ← 要検証　←コア入りの方が
   Q値が高い

一方、デメリットとしては

・形状、大きなものがなかなか見つからない
・μ値が1なので大きなインダクタンスが得にくい
・バランや広帯域トランスとしては使えない

こんなところでしょうか。

樹脂製でも使えるハズですが、材質によって誘電正接の影響で高周波ではロスが発生する可能性あるため、ガラスやステアタイトが最適です。(十分使えると思いますが)

10年近く使っている石油ストーブ、本体は大丈夫なのですが石油タンクのパッキン劣化でタンクを下に向けると灯油が漏れ出すようになってしまいました。寒い時期なので、近所のホームセンターで特販していたのを購入。



燃焼筒(?)この部分は問題無しなので何か活用法は無いかと考えたところ...

耐熱ガラス(パイレックスでしょうかね?)があることに使えるのでは??? 
と思いがめぐりました。




ぴったりフィットします。なかなかのアイディアでしょう^^

まぁ、もうリニアアンプを作ったりはしませんが。

ブログの更新頻度が少なくなっていますが、今年もどうぞよろしくお願いします。

毎年かかさず参加している 全市全郡コンテスト CWの受信能力維持のためにもと、今年もC50Hで参戦しました。



ほぼ偶然ですがACAG の C50 3エリアは10年連続で入賞しています。
勝因として...

・ACAG C50 自体がマイナーな部門であり参加者が少ない。
・C50 専門の移動局がいない。

という訳で、50局や65局で入賞している年度もあり、JARL 4大コンテストの中では
固定からの参戦で唯一勝ち目の可能性が高いバンド、モードであります。

開始から数時間後のマルチですが...


奈良県はひとつしか取れていません。



なのに遥か遠くのワンエリア、茨城県は6個も取れています。
ワンエリア以外はいかに参加局が少ないか...ですね。
ちなみに最終的に京都は1局のみ、滋賀に至ってはゼロ でした。




年齢的にも、寝る時間を確保せざるを得なかったですが最終的には終了の21時まで粘って楽しむことができました。マルチバンド参加局などは1000局オーバーが当たり前なようで、比較するとその1/10で、いわゆる「かつかつぎりぎりな信号をリトライしながら執念でQSOする」のパターンですが私にとっては空振りCQも苦痛ではない いつものC50という感じでした。


今回はC50 専門の移動局がいたので入賞は逃しているハズです。でも、その移動局が居たのでラストまで気力が続いたようです。

<おまけ>


自作して10年以上経ちましたが、今回もぶいぶいいわせてフルで使ってみました。真空管が不良になることもなく涼しい顔をして安定して動作してくれてます。ただし、シャックの気温は32℃まで上がってしまいました。

とある理由でTS-180の修理記事は削除しました。

ダイレクトコンバージョン受信機の入力側に入れる狭帯域のBPFをバラックで作ってみた。

外観、配線図はこんな感じのもの。





良くある2セクションの同調回路をCで結合させたもの。手持ちの部品で作ったし、コアへの巻数も適当で4μH前後となりました。結合用のトリマーコンデンサは小さくすると帯域が狭い単峰特性となり、大きくすると双峰特性となります。

スペアナで測定してみるとこんな感じの特性が得られました。

6MHz～18MHz程度まで可変することができましたが、11MHz付近を超えると特性が破綻するのでダメなようです。よって7MHz帯と10MHz帯の2バンド用に限定されます。他のバンドも受信したい時は、バンド毎のBPFを作ってリレーやダイオードで切り替えるのが良さそうです。

早速、ダイレクトコンバージョン受信機に接続してみたところ...

なんだかおかしい...

・音が歪む
・時々ぴぃーぎゃー音
・RFアンプに手を近づけると酷くなったり収まったり
・横にあるパソコンのWiFiが突然切断された...

これはRFアンプが発振しているなぁ～とピンときた。

スペアナをフルスパンにしてどこで発振しているかを探ると、1.1GHzと高い周波数でハデに発振していました。



デバイス不明のRFアンプ基板は0.1～2000MHzと書かれています。最近のこの手のRFアンプIC (MMIC) はゲインが20dB以上で上限も数GHzに達するのが一般的で、何かの原因で発振しても不思議ではありません。

発振を停止させる方法を探ってました。

まず、BNC <--> SMA変換コネクターで直接接続した状態で発振...



それを同軸ケーブルで接続すると発振停止...



高周波あるあるの不可解な現象。高周波の手練れ技術者だと
「入力マッチングがおかしいのでこうなる」と気づくはずです。

そこで、3dB PAD (18Ω/300Ω/18Ωをパイ型に組んだもの) を構成したところ、発振は収まりました。


測定していませんがRFアンプ基板はゲインが高いので何ら問題はありません。出力側にも入れたほうが安定するとかもしれません。


とりあえずは完成しましたが、フルサイズのダイポールをつなくと夜中のCRI北京放送などの電波で飽和して7MHz帯に同調すると常時聞こえるなんてこともありますので入力側にON/OFFできる10dB程度のアッテネータを入れるとより実用的かもしれません。