ハムフェア2018 今年はクリスタルマイクです

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音創り研究会は今年もハムフェアに出展します。

リボンマイクキットは放送局を始め、朗読や和楽器の演奏家の方々からご好評をいただき、更に発展させた形を模索中です。
今回、ひょんなことからクリスタルマイクのエレメントを入手することができました。
恐らく世界広しと言えども、純粋なクリスタルマイクエレメントの製造は入手先のみで行っているのではないかと想像しています。

クリスタルマイク?coldsweats01
どーせキンキン声だろ?と想像している方、確かにクリスタルマイクの音質はキンキンしているものが大半ですが、Hi-Fi音質にもできるんです。
音創り研究会のブースで、クリスタルマイクの音を聴いてみてください。きっと、そのハギレの良い豊かな音質に驚かれると思います。
ただいま、貴重なクリスタルエレメントを使って、音創り研究会らしい音質の良いマイクを用意すべく2種類開発中です。
また、シルバーイーグルのマイクエレメントの交換用として、クリスタルマイクエレメントも発売予定です。
オリジナルマイクの詳細については、こちらこちらをご覧ください。
ハムフェア2018、音創り研究会のブースはC-024です。みなさまのご来場をお待ちしています。

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2018年7月14日 (土曜日)

プリント基板完成

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海外(中国)へ発注したプリント基板が無事に納品されました。KiCadで生成したガーバーデータを入稿してから1週間前後です。
もちろん、送付はFeDexやDHLにしていますので、送料分は高くなったけど、やはり早く作りたいですからね。
基板に部品が載ってますが、実装までお願いしたのではなく、届いた基板に早速部品を実装してみました。

基板はテストを兼ねて2箇所に注文しました。黄色の基板はFusionで、先週の木曜日に入稿、DHL納品にしたところ、丁度一週間の水曜日に納品されました。
DHLで急ぎ納品にしたのに、全然早くないという評判を見かけましたが、早かったです。不評だから送付方法を変更したのかもしれませんね。

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2018年7月 9日 (月曜日)

LED作業灯の修理

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数年前に安価なLED作業灯を購入、便利に使っていました。LED作業灯には、従来の懐中電灯にあるスポット照明と、作業範囲全体を1明るくする面発光がありました。

面発光といっても安価ですから、LEDを20個ばかり並べただけですが、スポット照明より便利です。
何が便利かといえば、LED作業灯を作業場所の近くに置いて、両手フリーハンドで使えるからです。
ヘッドライトはもっと便利ですが、そこまでは・・・・なら、作業範囲全体を明るくしてくれる作業灯が便利です。

昨年から肝心の面発光が不調です。最初はときどき暗くなったりしてましたが、最近は点灯しなくなっちゃいました。

このLED作業灯のスイッチはプッシュ式で、OFF→スポット→面発光→OFF以後繰り返し、という方式です。
面発光は電流が沢山ながれますので、たぶんプッシュスイッチの接点不良だと思います。このままでは、買い換えるか捨てることになります。

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2018年7月 6日 (金曜日)

OPantennaでpskreporter始めました

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短波帯と比べて中波帯の感度が良すぎるので、HPFを入れたところ、うまく中波帯をブロックできたようです。

そこでプローブのサイズや回路定数を調整して、利得を得られるようにしたのを試作最終版としてpskreporterへのスポット用受信アンテナとしてマストの上に取付ました。
地上高は17m程度かな?

ヤギの上1m程度のところですから、実質地上高は大したことはありませんが、それなりに見通しできるので、このように結構聴こえるように感じています。
図は7月6日22~23時JSTの一時間で、7/110/14/18の4バンドで受信できたFT8の局がプロットされています。

コンディションはあまり良くありませんが、今まで使っていたアンテナと比べて、かなり多くの信号が見えています。

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2018年6月30日 (土曜日)

KiCadでプリント基板

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最近はOPantennaの実験&テストばかりしています。作っては計測して、実際にテストして・・・の繰り返し。

行きつ戻りつ、段々煮詰まって回路も定数も「これしかない」って感じになってきました。同じ高さに上げたフルサイズバーチカルよりは劣りますが、モービルホイップなんかより良く聴こえます。

苦労して、定数を煮詰めたハイインピーダンスのハイバスフィルター回路をフロントエンドに入れたので、中波帯が程よく押さえ込まれて広帯域のSDRでも普通に使えるようになりました。

外径22mmのパイプに仕込むため、基板の幅は20mm程度にする必要があります。別に幅広でも良いのですが、細身の方がカッコイイでしょ 。でも、2.54mmピッチの普通の基板だと幅が6~7穴しかありませんので、ユニバーサル基板にチップ部品とか、小型の抵抗などを詰め込んでました。

チップ部品で作ってみたいなぁ~と思っていたのですが、やはり基板がネックです。


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2018年6月21日 (木曜日)

ハイインピーダンス回路とBB

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ブレットボードは簡単な実験にとても便利ですが、その構造上、どうしても隣のラインと浮遊容量が発生してしまいます。

凹型の金具がならんで、部品の足を挟む構造ですから、致し方ありません。測ってみると約3pF、一つ飛ばしても0.7pFの容量があるようです。

つまり、2.54mmピッチで隣り合わせで10pFのつもりが、実際は10+3=13pFになっているし、コンデンサを入れたつもりはなくても、隣同士では常に3pFのパスコンが入っていることになります。

と大げさに書きましたが、短波帯の回路ではそれほど気にする必要はないなーと思っていました。
ところがOPantennaの実験で10kΩのハイインピーダンス回路、ハイパスフィルターを実験して、シミュレーションとは全く違った結果になったので、暫く悩みました。

入出力のインピーダンスが50Ωの普通(?)の場合は、結構シミュレーター通りに再現するんですが、今回はグラフの形自体が異なるような「全然駄目駄目」状態でした。

グラウンド不足かと思って、ブレットボードの下にブリキ板を敷いて、アースしてみても・・・・駄目でした。ブレットボードとは一点アースだったからかな?

フィルターはコイルとともかく、コンデンサの値を細かく取り替えてみて、特性を煮詰めていくので、毎回ハンダ付け、取り外しでは調整にくくて・・・

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2018年6月14日 (木曜日)

BCB(中波放送阻止フィルタ)を作ってみた

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試作したOPantennaをテストしています。中波~20メガあたりまで、大きさからは想像できないほど高感度なんですが、ブロートバンドで高感度ということは、全帯域で出力レベルが高いということです。
ですから、広帯域フロントエンドのSDRや、短波ラジオにはちょっと辛いのが難点。特に中波が半端ありません。
僕の場合、FENの送信タワーが見えそうな距離ですし、TBSの送信所も見通し距離です。
7851にOPantennaを接続すると、954kHzのTBSがS9+55dB、しかも-21dBのATT入れてです。つまりS9+76dB程度で受信できます。
手持ちのDEGEN DE1103の外部アンテナ端子に接続すると、ローバンドでは至るところで中波放送のカブリが確認できます。
中波が強すぎてDE1103のフロントエンドが飽和しちゃってます。アッテネータという手もありますが、頑張って増幅したのを全部弱くしちゃうのはもったいないので、不要な中波帯を削除(いや、弱くする・・・です)すべく簡単なハイパスフィルターを作ってみました。
以前11素子のゴツイ奴を作りましたが、今回は3素子のお手軽版。中波のかぶりが消えればいいだけの簡単なヤツ・・が設計コンセプト。
バタワースなので、部品も10%誤差程度のものでもそんなに特性がズレないと思います。コイルもマイクロインダクタで済ませてます。

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3素子では160mは犠牲にしないと中波は阻止できません。でも3.5メガのロスは0.25dBとマズマズだと思います。特性も綺麗です。

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2018年6月10日 (日曜日)

Bias Teeの製作

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Bias Tee(バイアス・ティー)とは、1本の同軸に直流を混ぜたり、分離したりする装置のことです。
つまり、一本の同軸で、電波に加えてDCも流して、アンテナ直下のプリアンプ等に電源「も」供給したりする場合に、無線機側で一個、アンテナ側で一個の合計2個使います。バイアスティーの間を接続する同軸は、普通の同軸で使えます。

OPantennaには電源が必要なので、バイアス・ティーを使って電源を供給しています。
新たに電線を這わせることなく、アンテナの給電点等にDCも送れる便利な装置です。

バイアス・ティーの回路は簡単で、電波(高周波)だけ流れるコンデンサーと、DC(直流)だけ流れるチョークコイルを組み合わせます。同軸のin側とout側、それにDCのinもしくはoutがTの文字の形に接続されることからバイアスTと呼ばれるようです。

回路は無線機側とアンテナ側で共通です。
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2018年6月 9日 (土曜日)

新OPantenna 試作品完成

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改良がほぼ落ち着き、ケースに入れた試作品が完成しました。試作品は三種類です。
160mを意識したスペシャル版、3.5以上のHF帯をカバーする標準品、利得が少ないけど、ノイズの少なさでは抜群の基準品です。
標準品と基準品は上二つで13cmと同じサイズ。スペシャル版は21とちょっと長くなりましたが、160mから短波帯全体をカバーするアンテナとすれば、十分短いです。
一番下は比較対象のハンディ機用のラバーアンテナとミラクルチューナー。この組み合わせで1.8メガ430までSWR3以下に調整できます。
同調させれば結構聴こえますので、適当なロングワイヤーよりも使える感じですが、毎回ホイップの根元で手動チューニングが必要なので、屋根の上に上げるアンテナではありません。

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2018年6月 7日 (木曜日)

OPantenna ADA4857版 Ver.7&HPF

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OPantenna ADA4857版 Ver.7は利得の周波数特性を少しいじれるようになりましたので、HPFと組み合わせて、アンテナ全体の周波数特性が良くなるように調整してみました。
利得を取れるようになると、今までの馬なりとは違って、帯域無いに変なピークができないようにしようと思います。そりゃ平坦な周波数特性が綺麗だし、使いやすいですよね。
と思って頑張ると、今までの積み重ねた「馬なりで利得至上主義」とはかなり方向性が異なって、定数を全体的に見直すことになってしまいました。
もっとも、部品は少ないですが、結構な数を試行錯誤が必要です。
半徹夜で作業して、誤って4857を一個飛ばしてしまいましたが、今のところこんな感じの周波数特性になりました。
水色線は定数の調整による変化、一番下の赤は定数を決めた実験用小プローブでの特性。上の赤はプローブの大型化で感度を上げた状態です。
-18dBを超える辺りでフルサイズのバーチカルとほぼ同程度のS/NでDXが見えます(デジタルモードで計測)。

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2018年6月 4日 (月曜日)

OPantenna ADA4857版 Ver.7

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Ver6では利得を追求して、利得に関しては十分なレベルになりましたが、中波帯では利得がありすぎる結果となりました。
また、平均的に利得が高いため、フロントエンドが弱い短波ラジオやSDRでは使えないアンテナになってしまいました。
Ver7では、利得を抑え気味にして、幅広い機種の受信機に対応できるようにしました。
また、中波帯の利得を抑えて、短波帯の利得を確保するようにしました。
その対価として160mでの実用感度が下がっています。160mは春~秋までは殆ど運用しないので半年程度はアンテナが無くてもいいかな?と思っています。

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2018年5月31日 (木曜日)

OPantenna ADA4857版 Ver.6

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OPantennaのADA4857版Ver3では、中波の感度が高すぎて、954kHzのTBSが59+80dB以上で受信できます。
IC-7851でも受信していると多少ざわついた感じになりますが、デジセルで凌げます。でもSDRではHF帯全体でノイズレベルがダンスしちゃって完全にオーバーフローです。
中波帯の感度が下がればいいわけですが、なんせ入力インピーダンスは22kΩと非常に高いので、HPFも簡単には行きません。コイルはともかく数pfのコンデンサでは調整はほぼできませんし、ちょっとした浮遊容量ですぐ同調点が変わってしまいます。
そこでユニティゲインのボルテージフォロワーは終わりにして、初代同様多少利得を持たせて
中波帯での利得を押さえることにしました。
グラフのように、赤線と比べて緑と青の利得を持たせた方が中波帯での感度が落ちています。また5メガ付近から上ではボルテージフォロワーよりも利得が取れています。
今回はG2(6dB)で設定していますので、赤と青では20メガ付近で6dBの差があります。

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2018年5月27日 (日曜日)

JA6ENL Digital WAZ 受賞

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Digtal WAZはWAZのデジタルモード部門(RTTY以外の全てのデジタルモード/モード混合ok)として、2000年1月1日以降のQSOが有効とされています。
全世界40ゾーンを2wayデジタルモードで交信してQSLを米国CQ社に提出、審査の後認められます。

別途記事にあるように、僕がNo.1をいただいたのですが、No.2はJA1ADNさん、No.3はJI4PORさんが受賞されています。
先日JA6ENL 高野さんからDigital WAZ No.16を受賞されたとの連絡を戴きました。JT65/9モードでのQSOで達成されたとのこと。
WAZマネジャーから承認の連絡後、賞状が手許に届くまで半年ほどかかるのは変わっていないようで、高野さんも心配されたとのこと。無事賞状が届いてホッとされたことと思います。また、同時に賞状を手にすると受賞の喜びがふつふつと沸いてきていことと思います。
高野さんがDigitalWAZにチャレンジする切っ掛けが、このブログにある僕の記事だったとのこと。大変嬉しく思います。今からチャレンジするならFT8をメインのモードになるのかな?
高野さん Digital WAZ 受賞、本当におめでとうございます。

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2018年5月12日 (土曜日)

ハイインピーダンス回路のHPF

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ADA4857の低歪み性能で助かっていますが、中波放送が+70dBオーバーで無線機に流れ込むと、無線機側で問題が発生しそうです。
今のところローバンド受信時にはデジセル使って事なきを得ていますが、SDRなどの広帯域フロントエンドには辛いアンテナになっています。

そこでOPantennaのTopにHPFを入れてみました。OPantennaのフロントエンドは言わずもがなのハイインピーダンス回路です。
部品配置や間隔で定数がコロコロ変わりますので、シミュレーションどおりにはなりませんし、再現性も悪いのですが、やってみることに・・・・

トライ&エラーで数日、基板のスルーホールが駄目になるくらい試してやっとこんな形になりました。954kHzのTBSが10dB程落ちてます。

フィルターの特性で2メガ付近にピークが出来ましたが、丁度そこは160mなのでヨシとしても、3メガ以上で挿入損失がでています。

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2018年5月10日 (木曜日)

OPantenna(ADA4857版)のチューニング

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4857版のOPantennaをチューニングをしています。
OPantennaは部品点数10個程度の簡単な回路ですが、アンテナですから机の上では動作しても、外に出すと発振したり、混変調でヘロヘロになったりと、トライ&エラーの繰り返しです。

特に自宅はTBSやFEN等中波の強電界なので、厳しい条件でテストできますdanger

チューニングはADA4857の優れた歪み特性を活かした方向(チップ任せとも言う)なんですが、感度をあげると中波帯の放送で混変調が起きるし、対策としてマージンとって感度を下げるのもつまらないので、ギリギリの線をめざしちゃうのが僕の悪い癖。もちっと妥協せねば終わりません。

今回の変更で出力側の発振止めの抵抗を抜いてしまいましたので、容量性負荷で発振しやすくなっています。
でもやはり抵抗で消える6dBはとてつもなくデカかったのと、発振止めの抵抗無しでも5D2V30mで発振していません。普通はなくても大丈夫かな?と考えて出力の抵抗を抜いてます。

4857の回路検討はBBでは上手くできないので、ユニバーサル基板に組んでますが、3枚目になりました。

試作基板はビギナーズラックともいえる上出来でした。その後のVer1は部品配置がまずかったのか発振が止まらず廃棄。
Ver2も余計なコトをしているのか、発振気味でご機嫌斜め、かなり大人しくチューニングしないと安定しません。

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2018年5月 8日 (火曜日)

OPantenna ADA4857版 中々良い調子

ADA4857のOPantenna、健闘しています。今晩の天気は雨、ノイズも少なめでアンテナの評価には良い日です。
早速ADA4857を使ったOPantennaと他のアンテナを比較をしてみました。

・80mスクリュードライバー(全長約5m)
OPantennaは左側、右側はスクリュードライバーアンテナ(短縮バーチカル)です。短縮バーチカルはフルサイズ-4dB程度とご理解ください。
ヨーイドンでFT8をデコードしていますが、ほぼ同等レベルでデコードできています。

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・30mスクリュードライバー(全長約5m)
OPantennaは左側、右側はスクリュードライバーアンテナ(短縮バーチカル)です。短縮バーチカルはフルサイズ-1dB程度とご理解ください。
全く互角にデコードできています。IC7851はメインとサブ、全く同一の受信機を2台内蔵していますので、2本のアンテナをデュアルワッチすることでアンテナの差が正確にわかります。
この勝負、互角です。

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2018年5月 6日 (日曜日)

ADA4857デビュー

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OPantennaには高速で歪み性能の良いオペアンプが必要です。今回の改良計画時には、従来のADA4817に変わるオプアンプを幾つか入手して、テストしていました。

その中でBB(ブレットボード)上のテストではADA4857は他の凌ぐポテンシャルを見せていましたが、BBでの屋外テストでは、発振(?)とも混変調とも思える状態になって、受信もままなりませんでした。

そこで従来のADA4817に的を絞って改良を続けてきました。そちらは大分煮詰まったので、もう一度ADA4857のデータシートを眺めているうちに、BBでは浮遊容量が原因で発振していた臭いなぁ・・・と思えました。

BBでダメなら、基板で試すしかありません。そこで、余った基板で4857のOPantennaを作りました。4857は4817とほぼピンコンパチで、その意味では4817の後継機種と推測されます。後出しジャンケンのチップなら、前より良いはず。
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ADA4857のOPantenna試作品が出来たので、早速ベンチテストしてみました。

両方ともオペアンプのpin8がパワーダウンなんですが、4817がプルアップ、4857がプルダウンで動作と異なります。1から7pinは機能もpinナンバーも同一ですから差異があれば搭載しているチップの差ということになります。

ご覧のように、誤差以上の差が存在し、4857の方が優秀なようです。

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2018年5月 5日 (土曜日)

OPantennaの測定装置とRFCの測定

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改良中のOPantennaの測定は、ブリキ缶の筆立てにBNCコネクタを取り付けたものです。写真のように内側で51Ωで終端して、芯線をブリキ缶に接続しています。終端しなくても大丈夫だとは思いますけど、念のため。

この缶の内側に絶縁材としてプチプチでできた袋を被せて、その中にOPantennaを入れて測定します。
電波暗室なんて使えないし、鉄筋の建物でも窓から強電界の中波放送が入ってきますので、プリキ缶の中が一番綺麗なデータが録れるみたいです。

本当は大きな20リットルくらいのブリキ缶で蓋すれば、簡易電波暗室になるんでしょうけど、大げさだし、場所取りますからね。

というわけで、RFCの件、EPCOSの470uHのRFCと秋月のマイクロインダクタとEMI除去フィルターの組み合わせの2パターン調べてみました。

前の記事では、単純に素子を電波がどの程度通り抜けるのか?を調べましたが、今回は通常無線機側にする同軸に、電波が乗ってしまって、それがOPantennaの電源回路にどんなふうに現れるのかというシミュレーションです。

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2018年5月 4日 (金曜日)

RFCチャンピオンシップ、秋月シリーズ

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OPantennaは同軸給電です。受信専用ならともかく、送信時には電源断して、チップを送信電波から保護せねばなりません。

同軸給電では、高周波と直流を一本の同軸でヤリトリするわけです。電源となる直流はコンデンサを通りませんので、電波は同軸からコンデンサを通して出し入れします。

逆に電源は高周波を「通さない(通しにくい)」チョークコイルを通して出し入れします。高周波はコイルを通りにくいため、同軸から電源(直流)を効率的に取り出すことができます。

まぁ、こんな風に説明されるのですが、問題はコイルです。RFCとも呼ばれます。直流はスルーで高周波はストップする素子があればいいのですが、ありません。
そこで、高周波はコイルを通ると周波数によっては減衰することから、コイル(インダクタ)が使われます。

RFCとして使えそうな部品を秋月で集め、手持ちの部品も加えて、RFCのチャンプを探してみました。ネットワークアナラザでRFCを計測して、幅広い周波数で高周波を減衰する部品がチャンプです。

挑戦者紹介
A.トロイダルコイル 秋月通販No.P-06732 470uH 9A
B.インダクター 秋月通販No. P-03060 470uH 0.9A
C.RFC EPCOS chip1stop No.B82111EC27 470uH
D.マイクロインダクタ(大 650mA) 秋月通販No. P-04928 470uH
E.マイクロインダクタ(小 90mA) 秋月通販No. P-03969 470uH
F.EMI除去フィルター 秋月通販No. P-10222 0.1uF

HFローバンド(1.8~10MHz辺りまで)で効果的なRFCとして働くのはどれかな?

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2018年4月30日 (月曜日)

OPantennaの改良 その2

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OPantennaはチップだけではなく、回路的にも見直ししています。写真は試した回路の中でもまぁまぁ・・・使えるかも?の4枚。

プレットボードで実験できるのでラクチンですが、結構ネチッコク実験しないと実験にはならないことも多く、結構大変です。
高速OPampなので、ギガヘルツで発振(?)していたり・・・。

左端はADA4817×3のVフォロア回路2を4817で加算したもの。コンバイナーをオペアンプにさせました。
シミュレーター通りに動作しましたが、オペアンプの加算ってミキサーそのものですよね。こういう高速のオペアンプ使えば、コイル無しのミキサー、簡単に作れますね。

2本のプローブで感度も2倍・・・という皮算用でしたが、近くに金属があると、その影響を受けて感度が大幅に低下する・・・というOPantennaの大原則が優位で、2パラ化の恩恵は相互影響により消えてしまい、1本より感度が悪い・・・という結果でした。

左から二番目はADA4857のチップテスト。ADA4817より安価で似た性能を持っているので、コストダウンできるか試してみましたが・・・・・
確かに動作はしますが、混変調に弱くて4817に比べて、低いレベルで飽和しちゃいます。データシートで歪み特性が4817より少し悪いことは判っていましたが、これほど差があるとは!
どうやら、僕はいつのまにかADA4817の限界までコキ使っているようです。


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2018年4月29日 (日曜日)

OPantennaの改良

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OPantennaの改良をしていますが、なかなかオリジナルをこえるものになりません。
ADA4817を超えるチップが開発されていないのか、僕が見つけられないのか、いづれにしてもチップの使い方としては例外だと思うので、アンテナにピッタリ♪なオペアンプは見つかりません。

OPantennaは利得を持たせることが可能ですが、利得を上げすぎると中波放送のカブリと混変調でメロメロになります。
それこそオペアンプのフィルターで中波帯はある程度カットというか、相対的にレベルを下げることはできますが、上手にカットすることは難しいです。

そこで方向性を変えて、小さいプローブに増幅回路の組み合わせから、プローブを大きく、オペアンプはボルテージフォロアの利得ゼロのS/N重視のアプローチにしてみました。

また、せっかくオペアンプを使っているので、複数のオペアンプを組み合わせて、OPantennaを加算・減算してみることにしました。写真のADA4817ボルテージフォロアで中波放送局で混変調が起きるギリギリ手前まで大きなプロープを取り付けた試作品。
上と下は金属のプローブの長さが3cm異なりますが、長い方だと3-10Nhzで約3dB程度長い方が感度が良くなります。
もちろん、中波帯の感度もあがりますので、混変調に注意が必要です。

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2018年4月25日 (水曜日)

Intel Core i7 - 4770Sへアップグレード

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JTDXのデコーダーをDeepにすると、結構解読率が上がることが判りました。たぶん、僕のところはノイズで信号が欠けることが多いため・・・と理解しています。

で、フト、CPUの負荷を調べたら、デコード時には100%になっているようです。いつも2バンド受信しているので、JTDXもメインとサブ用にそれぞれ立ち上がっているので、負荷は二倍になっています。
ご覧のように15秒ごとに天井近くまで柱が立つ状況です。

デコード結果も負荷のためか、パラバラと時間をかけてでてきます。

ということでパソコンのCPUを交換してみることにしました。マザーボードなどは一切変更しませんので、このパソコンを購入した当時に現役だったCPUの中から選びます。

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2018年4月22日 (日曜日)

OPantennaの性能確認

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先日完成したポータブル版の感度がどうも今一つ。回路は同じなんですけど、配線間違えたかなぁ・・・。
という状態で、感覚ではなくまずはデータで確認してみました。

アンテナが小さいので、ペンキ缶の中に入れて、APB-3のネットワークアナライザの出力をペンキ缶へ、OPantennaの出力をアッテネータ経由でネットワークアナライザの入力に接続して計測しました。

絶対値は判りませんが、基準となるアンテナとの差は一目瞭然です。

ボルテージフォロアの場合をOPantennaの基準としていますが、やはりポータブル版は全体的に悪いですね。やっぱりな~~~
モービルに取り付けてワッチしても、ちょっと悪いなぁ~~って感じでした。

以前製作したオリジナル版は苦労しただけあって、いい感じの周波数特性がでています。年月かけてチューニングした結果だと思います。

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2018年4月17日 (火曜日)

OPantennaのポータブル版

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miniホイップのオペアンプ版と毎回書くのも大変なので、OPantenna(オペアンプ アンテナの略)と呼ぶことにしました。
最初チップアンテナにしようかと思いましたが、既に高い周波数用のデバイスとして存在してスマホなどで使われていました。

OPantennaは金属板などで捕らえた微小な電圧を、オペアンプで増幅する仕組みで、当然ながら受信専用アンテナです。
切手数枚程度の金属板をアンテナ代わりにして、高速オペアンプならV~UHF帯までカバーできます。広帯域受信機と相性が良さそうです。

そこで、実験が終わった金属ケース入りのOPantennaの基板を活かして、006Pの乾電池と同軸給電、両方で使えるポータプル版のOPantennaを作りました。

006Pを納める関係と工作の容易さから、ケースにはタカチのSW-130を選びました。コネクタはBNC-Pの手持ちが無かったのでBNC-Jとして、受信機やモービル基台には変換コネクタ経由で固定するようにしました。

当初は金属ケース、プローブは外付けで構想しましたが、金属ケース版でのテスト結果をみる限り、金属ケースだと肝心の短波帯での感度低下が大きいため、従来通り非金属ケースとしました。

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2018年4月14日 (土曜日)

miniホイップのオペアンプ版のプローブについて

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mini-Whipでは、ハイインピーダンスにして微小な電圧を検出する部分をプロープと呼んでいます。プローブは良導体であれば形状などは特に決まっていないようです。

mini Whipの場合は、本体回路の上の生基板の銅箔をそのままプロープにしています。薄い銅板で、面積は切手4枚程度だと思います。

プローブは電波を捕らえる重要な部分ですから、本当に銅板がいいのか、確認してみることにしました。参加したのは写真の4種類。左から

1. 3mmΦアルミ棒
2. ハンディ用50/144/430 トリプルバンドホイップ
3.切手3枚分程度の銅板
4. 3の二倍の面積の銅板+10D同軸の芯線

APB3のネットワークアナライザを使って、金属缶の中に試験アンテナを吊るてし、静電結合させる方法で計測してみました。M型コネクタはBNC-Pに変換しています。

さて、どのプローブが一番感度が良いのかな?

個人的にはバンドは違えど、広帯域な特性を持っているハンディ用のトリプルバンドホイップじゃないかと予想していました。
そこでトリプルバンドホイップを基準にしてデータを取りました。

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2018年4月13日 (金曜日)

miniホイップのオペアンプ版の入力インピーダンスと感度

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高いインピーダンスで電圧の変化のみで電波を受信するのがminiWhipの原理なので、入力インピーダンスが低くなると、当然ながら普通のアンテナみたいに、長い(大きい)プローブ(エレメント)が必要になる・・・ハズです。

つまり、miniWhipの入力インピーダンスを下げると、アッテネーター的に使えるのです。これは以前に実験済。但し、周波数特性的に、アッテネーター的に働くのは低い周波数で、高い周波数は入力インピーダンスが低くなっても、それほど感度は低下しません。

そこで入力バイアス抵抗をボリュームに置き換えて、アッテネーター代わりになるようにしてみるのが今回の実験です。
前の記事のように、モノはできあがりましたので、早速データを取ったのが冒頭の図です。

APB-3のネットアナ機能で、mini-Whipのプローブは静電結合(ブリキ缶の中にプロープを吊るす)させて計測しました。
絶対値はいい加減ですが、バイアス抵抗値の変化による感度の変化は相対的に見て取れます。

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2018年4月 8日 (日曜日)

miniホイップのオペアンプ版アンテナの金属ケース版

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miniホイップのオペアンプ版アンテナの入力部は1MΩ~数十kΩのハイインピーダンス回路ですから、基板の状態でも近隣の電波を受信してしまいます。

今回製作した基板は金属ケースに収納するため、コネクタはアンテナ側も色々と接続しやすいBNCにすることにしました。もちろん、インピーダンスは整合しませんが、ハンディ用のホイップ等を装着できる利便性優先です。

基板には当然ながらプローブは付いていませんが、テストで通電してみると、954kHzのTBSが9+20dBで聴こえました。アンテナとなる部分は基板上のアンテナ端子~オペアンプの入力端子、及びそこに接続する周辺回路ですが、基板が小さいので、アンテナになりそうな配線の総長は10cmもありません。

そうです。基板だけでも、基板の配線でも受信しちゃうのです。ということは、接続したプローブの差以外にも、基板の違い(配線方法?)でも受信状態が変わることになります。

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2018年4月 7日 (土曜日)

FT8モードのモニタリング その2

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昨年から160/80/40/30mの4バンドをpskreporterにスポットしています。

デジタルモードだと、信号強度がdB単位でわかるので、アンテナの良し悪しをより客観的に判断できるようになります。

受信アンテナの種類や設置方法、場所、高さなどを変えてみて、より良い結果になるように工夫しています。

現在はHFのヤギの上にV/U用のホイップに並べてminiホイップのオペアンプ版アンテナを使って受信した結果をスポットしています。
図は4バンドで24時間の受信結果です。

淡い緑が160m、ピンクが80m、紺色が40m、濃い緑が30mです。miniホイップのオペアンプ版アンテナでもかなり受信できることが判ると思います。
BCLでは高性能な受信アンテナとして有名な、303WAminiホイップのオペアンプ版アンテナを比較してみると、miniホイップのオペアンプ版アンテナは303WAとほぼ同等程度の性能を持っていることが判りました。

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2018年3月26日 (月曜日)

ZCAT3035-1330 メガネ型 ローバンド用CMF

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入手が容易でHF帯での特性も良いTDKのパッチンコア、外側のケースが紫外線でボロボロになって、二つに割れたヤツありませんか?

今回はそんな「パッチンできないコア」を4個分(半円形が8個)集めて、メガネ型に並べてローバンド用のCMFを作りました。

4個の半円筒形のコアを並べてメガネ型にして、それを2段積み重ねた状態で、崩れないようにセロテープで固定します。

固定したメガネ型コアに、ABS樹脂製の熱収縮チューブを被せてシュリンクさせて、メガネ型コアを作ります。

コアの内径は13mmありますので3D2Vなら3本通りますが、ローバンド用には巻き数が少なすぎますので、直径3mm程度のRG316やRG174、1.5D2Vなどの細い同軸を使って巻き数を増やします。

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2018年3月24日 (土曜日)

光&同軸4入力切替、光&アナログ出力器

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無線機の光端子に機材の出力を接続しようとすると、機材が同軸出力で光出力のものは少ないのが実情です。
光伝導は電気的に絶縁されているため、無線の場合はメリットが大きいのですが、同軸の方が安価で使いやすいことが理由だと思います。

光端子付きの無線機に色々な機材を接続しようとすると、光端子出力なら切替器が、同軸出力なら、同軸→光変換器に加えて切替器が必要となります。

そんな時に便利なのが、同軸→光の変換機能付きの光・同軸入力切替器(光出力)です。

実は光出力の切替器はあまり出回っておらず、結構レアものなんです。同軸出力の切替器なら種類も豊富なんですが・・・・

そもそも、同軸入力の同軸出力の切替器なら、RCAジャックを並べて自作も可能です。VHFだと思って扱えばぜんぜん問題ありません。
ところが光出力となると、光モジュールが必要になって、難易度がちょっと高くなります。
そこで安価な光出力の切替器が欲しくなるわけです。

光の切替器は2種類あります。一つは光信号を光のまま、光ケーブル同士を物理的に一直線に切り換える方式と、光信号を一度電気信号に戻して、切替てから、再度光信号にする場合です。

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