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Mini-Whipは、そのコンパクトさを考慮すると、短波帯のアンテナとしても優秀なアンテナだと思います。長・中波で素晴らしい性能ですので、当然ながら160mで使いたい・・・と思うのは当然です。
ところがMini-Whipは感度が高すぎるのか、僕のQTHが中波送信所に近いためか、中波を強力に受信してしまう結果、中波のオバケが3メガ弱まで聞こえます。
まぁ、鉄筋コンクリートの部屋の中、窓から1m程度の木製の机の上にMini-Whip置いて受信しても+30dB前後で中波放送が受信できますので、屋上に設置すると相当な強電界ですからね。
そこで気休めかもしれませんが、中波で一番強力(送信所が近い)なFEN(810kHz)とTBS(954kHz)辺りをトラップで減衰させてみることにしました。挿入する場所はフロントとバッファの間です。
あ、簡単に中波帯の感度を少し下げたいならC2の0.01uFを300pF程度にするといいですよ。同じ理由でC3の0.01uFは1000pFに変更してあります。
トロイダル・コア活用百科にある-20dBカプラーをネットで調べると、やはり減衰量が足りなくて、皆さんも苦労されているようです。
各局の製作例をググッていたら、JA6AQOさんがカプラーの改良と固定抵抗のアッテネーターを上手に組み合わせて-40dBカップラーを製作されている記事を見つけました。
カプラーの巻数を増やして20回巻で-26dBと10回巻-20dBから10回巻増で-6dBとのことで、これは役立つデータでした。
コア材質は違いますが、僕の場合も20回巻で-26dB程度は得られるでしょう。またji3gabさんからは31回巻で-30dBとの情報もいただきました。
目標は200Wを1mWにする-53dBですが、20dBは外付けのアッテネーターにお任せするとして、サンプラー単体で-33dBが目標です。
20回巻の-26dBでは目標の-33dBまで6dB不足しますが、2次側に50Ω抵抗をコイルと並列に入れることで更に-6dBほど減衰するハズです。
-20dBカプラー完成時から50Ωを入れるのは考えていましたが、-20dBでは2Wですからね。このケースには3～4Wの抵抗は大きいし、放熱も心配です。
でも20回巻にすれば-26dBですから200Wが500mWになります。この程度なら1Wの抵抗を使えるし、0.5Wなら放熱もあまり心配する必要はないでしょう。
1/2W 100Ωの酸化金属皮膜抵抗の手持ちがありますので2本パラで使えそう・・・ということで、20回巻(-26dB)と50Ω並列挿入(-6dB)の合わせ技で-32dBと皮算用しました。
コアをぐるぐる巻いてから「あれ??」ってなるのは嫌なので、-20dBカプラーをバラす前に50Ω抵抗を並列に入れて特性を調べてみました。
ふむふむ。-26dBになっていますね。50Ω抵抗並列による-6dB上乗せは成功です。
同軸給電のことを色々と調べてみました。バイアスTって専門メーカーがあるんですね。いやはや、奥が深そうです。
同軸給電のポイントは、DCを通して高周波を止めるチョークコイルですが、やはり自己共振周波数が使う周波数より高くないと、高周波信号がDCよろしくチョークコイル経由で流れてしまってロスになります。
マイクロインダクターは自己共振周波数が一桁短波帯なので、無線に使う短波帯ではロスしています。そこで自己共振周波数が30メガ程度のチョークコイルが欲しくて探しました。
いゃぁ、なかなか見つかりませんでした。自己共振周波数が二桁周波数だと容量が少ないし・・・。
やっと見つけたのがEPCOSのB82111EC27でした。SRF 25MHz DC300mA 470uHです。見た目はMFJやDXEの製品に使われているRFCととても似ています。計測しても自己共振周波数は20MHz以上になっていて、期待できそうです。
簡易RFサンプラーをコア結合方式に変更しましたが、トロイダルコアへの巻き数を1回のつもりで2回にしていたことに気づきました。ついでに計測方法も間違えていました・・・・。トホホ。
いい加減にやっても周波数特性は良くならないと思い、トコロイダルコアを使う以上は教科書である「トロイダル・コア活用百科」を参考にすることにしました。402ページの20dBカプラーです。
20dB取れるなら、後はアッテネーター入れて・・・という算段。
トロイダルコアは手持ちのTDKのパッチンコアZCAT1518-0730を使うことにしました。何から何まで教科書通りでも発見がありませんし・・・・。配線やファラデーシールドなど基本的な部分は教科書通り、コアへは0.32mmΦのエナメル線10回巻です。
パッチンコアは同軸を配線した後からパチンってできるので、教科書のコアよりも工作は格段に楽になります。巻数の変更も手軽にできますからね。
そんなわけで、工作としてはとてもラクチンでした。実はケースが小さいので、コアをパッチンと締めつけるのが一番大変だったりして・・・
今回はBNCから同軸を伸ばしていますが、直接エナメル線で配線してもも50メガまでなら影響ないと思います。
TS-990は他のフラッグシップ機と異なりTCXOを採用しています。常時温める必要があるOCXOとは違って、コールドスタートから短い時間で周波数が安定するメリットがありますが、反面、周波数精度や安定度の面ではOCXOに多少劣ります。
でも実際の運用ではTCXOでも全く問題ありませんし、運用しててズレを感じたことは一度もありません。TCXOの採用でコストダウンしたのは正しい判断だと思います。
TS-990の基準信号出力をAPB-3で計測してみましたが、僕のアパートのAC電源由来のノイズが観測されていて、TS-990が誤解されるとマズイし、そもそもAPB-3の測定限界を超えているので掲載は控えます。
参考までに、手持ちの低位相雑音TCXOの計測結果とTS-990の測定結果がほぼ同じ結果でしたので、代わりにそちらを掲載しておきます。
これは発振器を乾電池駆動しているため、AC電源由来のノイズは観測されていません。似ていると言っても±3kHz弱にある2本のヒゲはTS-990にはありませんから、これよりも綺麗とご想像ください。
電池駆動の低位相雑音TCXOと同等ということは、TS-990の基準信号はかなり綺麗ということです。精度と安定度を重視した他のフラッグシップ機よりも位相雑音の面では優秀なのではないかと想像しています。
そういえばSherwoodの測定データでもTS-990のLO Noiseは138～150dBc/Hzとナカナカ良い数字でしたね。
日曜日の夜に21メガでアンテナをEUに向けてワッチしていたらWのコールサインが見えました。
??と思ってアンテナを北米に向けるとショートパスで北米が見えるではありませんか。
SN101でコンディションが良いとは言え、ちょっとビックリ。こんな時間に21メガで北米東海岸とQSOできるなんて・・・。前サイクルの絶頂期には北極回りで北米が聞こえていましたが、今晩は北極回りのフワフワしたパスではなく、ガツンとショートパスに聞こえます。信号も安定しているみたいです。
いゃぁ、こんな時間に北米、しかも東海岸!!嬉しいですね。
オリジナルと比較して、自作Mini-Whipの性能が今一つな理由としてチョークコイルが浮かび上がってきました。
回路図では470uHと記載されていますが、特に指定はありません。
オリジナルのアンテナ本体は密閉されているので、電源供給ユニットの内部を観察してみると、マイクロインダクタではなく、トロイダルコアを使ったコイルになっています。
当初は疑問に思いませんでしたが、コイルは自己共振周波数より高い周波数はコイルとしての動作から、コンデンサとしての動作になって、高周波を通すようになります。
そこで自作Mini-Whipで使っているマイクロインダクタをネットワークアナライザで計測してみることにしました。
インピーダンスを調べるまでもなく、3MHz付近に自己共振周波数があることがわかります。ということは3MHzから上の周波数ではコンデンサとして電波をジャンジャン通している・・・ようです。
新しいバージョンのLogger32は、内蔵MMVARIのサンプリング周波数が従来の11025Hzから48000Hzへ変更され、送信時のオーディオ出力レベルも下げられました。
そこで実際の信号を受信しながらLogger32をテストしていたら、何やらバンドの下の方でカスカスの信号が見えます。
どれどれ・・・とデコードしてみると、なんとかデコードできました。なんとT6Tでした。ロシアの局とQSOしていたので、終わるのを待ってQSOしました。春先の28メガに続いての21のモードニューです。
TS-990にはたくさんのプッシュスイッチがあります。購入前は「普通にQSOしている時はVFOしか触らないだろう・・・」と思っていましたが・・・・実際には触ることが多いのです。
メニュー方式だと、操作が面倒なので細かい設定は変更しませんが、ダイレクトにアクセスできるプッシュスイッチだと、ついつい切り替えるようになります。開発者のコメントの通りです。ホント。
僕の使い方はちょっと変わっているとは思いますが、RX ANTとXVTRはとても便利です。
スイッチの場所もいいですね。実に操作しやすい場所にわざわざこの3つのスイッチを配置しているのはアマチュア無線「技師」への応援だと思っています。
RX ANTは1プッシュで受信専用アンテナに切り替えるスイッチで、トグル動作です。僕はMini Whip2本で構成したノイズキャンセルアンテナも使っていますが、今までは別途用意したトグルスイッチでのアンテナ切換をしていました。受信している時にはメインアンテナと受信専用アンテナをカチャカチャ切り替えて、その時々で受信状態の良いアンテナを使うわけです。ですから切換スイッチはトグル動作がベストです。長押しとか、メニューで設定とか、アンテナスイッチを1-2-3-RXとか何回も押すのはダメです。
僕のように受信専用アンテナを接続する場合、本来のアンテナは受信出力端子でオープンになってしまう仕様です。この状態だと受信入力端子とのアイソレーションが今一つに感じます。そんな時はアンテナ出力端子にショートプラグを接続すると、受信専用アンテナに切り替えると、本来のアンテナはグランドに落ちるのでアイソレーションが改善されます。
「なんだよ遊んでるアンテナはグランドに落ちねーの?」などと言ってはイケマセン。無線機内部でグランドに落としたらCQ誌でJA1RPK川名さんが紹介されたような使い方ができません。
ショートプラグ1個用意すれば両方の用途で便利に使えます。トグルスイッチと合わせて良く考えてあると思います。
それとコストダウンのためか、受信アンテナ端子はRCAですけど、全く問題ないですよ。安いし、ハンダ付けも楽です。DXエンジニアリングでも受信システムには安価なRCAやFコネクタを推奨しています。個人的にはネジ止めできるFコネクタの方が嬉しいけど「75Ωじゃんか!」とか言われるだろうな。
TS-990は受信も送信も音質がとても良いのです。SSBの場合、フィルター設定で帯域を広げたから・・・ではなくて、100～2800Hzの2700Hz幅に設定しても素晴らしく良い音質です。今のところ不満はありません。
また、最初にTS-990でワッチした時の印象は「音の情報量が多い」でした。この印象は今でも変わりません。他の無線機の受信音の情報量が10とすると、TS-990の受信音は11か12くらいの情報量があるんです。
この情報量が多いという意味は、例えば音声なら他の無線機では感じない細かいニュアンスを感じる・・・かな?
受信音で感じる情報量の多さは送信音でも同じようで「TS-990って、声の細かいニュアンスまでとても良く判りますね」と交信した相手からご評価いただくことが多いです。
僕の経験では、音の細かいニュアンスの表現に優れているアンプは、優れたダイナミックレンジを持っています。
グラフはTS-990でフルパワーでLSBの無変調を送信した時(下側の薄い水色)と、その状態でシングルトーンを出力が200Wになるレベルで入力した時(上側の濃い水色)です。
出力200W設定で無変調送信すると、薄い水色のように6kHz幅で-120dB程度だったノイズフロアが-110dB程度にあがります。
濃い水色のピークは200W出力の信号で-4.4dBです。一方、薄い水色の無変調時の出力は0Wではありませんが、かなり微小出力で約-110dBです。ピーク信号と無変調時のノイズフロアの差がLSB送信時のダイナミックレンジですからTS-990のLSB送信時のダイナミックレンジは110dB-4.4dB=約105dBと読み取れます。
う～ん、105dBってCDよりもダイナミックレンジが広いですよ。
帯域は3kHzだけど、適切な信号を入力すれば、TS-990の送信音質はCD音質を超えると言えばいいのかな？変な信号入れちゃぁTS-990が可哀相です。
「Windowsオーディオエンジンで音質劣化」を読んで、ピークリミッタが効いてるなら2信号特性が悪くなるよなぁ～って思いました。IMDの計測で良く使うWaveGeneがバージョンアップしてWASAPIに対応したので、すぐに検証できるハズです。
計測条件:OS Windows7 64bit
:サウンドカード Carddeluxe S/P DIF 光ループバック接続 44.1kHz 16bit
SG :WaveGene ver.1.5 MME & WASAPI
計測 :WaveSpectra ver1.5 MME & WASAPI
WaveGeneでPSK31の疑似信号(31.25Hz離れた2Tone信号)を生成して光出力、光ケーブルでループバック接続し、光入力をWaveSpectraで計測しました。
1.WaveGene WASAPI (0dB)→光ケーブル→WaveSpectra WASAPI
Windowsオーディオエンジンの影響を受けない場合
WGの設定
計測結果 
IMDという言葉すら不要です。素晴らしく綺麗。こんな無線機あったらいいなぁ～。
2信号以外はノイスレベル。
2.WaveGene MME(0dB) →光ケーブル→WaveSpectra WASAPI
Windowsオーディオエンジンの影響を受けた場合。WGの設定は1と同一。
計測結果
今年の始めに作った簡易RFサンプラーは同軸コンデンサーで本来の信号をピックアップする方式でした。周波数特性は不満ですが、簡単ですし、減衰量の取れるローバンドではサンプラーとしては十分使い物になりました。
もう少し周波数特性を改善したいなと思っていましたが、トロイダルコアでのピックアップを試してみることにしました。コアの中に同軸の芯線を通して、コアに1ターンのコイルを巻いてピックアップする方法です。
SWR計のピックアップなどで使われていたと記憶しています。
手元に電源チョークに使われていた緑色のコアがありましたので、ものは試しということで改造してみました。
う～ん。
改悪になっちゃいましたね。3.6メガの減衰量はほぼ同じですが、高い周波数での減衰量が改造前よりも減ってしまいました。
HiFi-SSBなどというちょっとコダワリを持っていなくても、遠隔操作とかVoIPとか・・・・無線とパソコンは切り離せない状態になってきました。
オーディオでもPCに楽曲データを蓄積して、サウンドカードで再生してから、オーディオアンプで増幅するという聞き方が大半か、それ以上になっていると思います。
Windowsの中で音質が悪化していることは、従来からマニアの間で指摘されていましたが、その証拠となる記事が「Windowsオーディオエンジンで音質劣化」です。
ここまで明確に音質が悪化する理由を説明している記事は見たことがありません。半年前の記事ですが、見逃していて先日見つけました。
自分でもオーディオプレーヤーをWASAPI対応のfoobar2000に換えてから、音が良くなったように感じていますし、記事にもしましたが理由が分かってスッキリ気分です。
記事にあるように、そりゃぁいくつかの音源が同時に一つのデバイスに対して要求かけるわけですから、ある程度の余裕を持つか、複数の音源から入力があったら、音が割れないように頭をスライスするしか方法はありません。
特にデジタルの場合は0dBを超えた途端に音飛びしますので、この問題は致命的です。
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