ちょいと古い広帯域アンプの低域拡大

2017-03-22      
 暇を持て余していらっしゃるそこの自作派の旦那ぁ、今回はまたしても「ちょいと古いシリーズ」・・・ちょい古広帯域アンプの低域特性を改善しようってな試みだぁ、さぁ、お立ち会い、お立ち会いぃ・・・とまぁ変な口上はさておき、今回の趣向は、きっと暇を持て余していらっしゃるそこの自作派の旦那が部品箱に眠らせていそうな広帯域アンプICを、使い易いように少しアレンジして使ってみようという試みです

 NEC製の広帯域アンプICには、随分お世話になった気がします。とりわけμPC1651G・・・ペケポン型のミニモールドは、秋月がまだ「亜土電子」だった頃に「亜土電子」で何個か購入し、FM受信用のプリアンプや周波数カウンタの前置バッファなど、いろいろお世話になりました。そして、まだ実験途上であるノイズ・キャンセル用の広帯域アンプでも使ってみようと思うデバイスです。無論、こいつは既にディスコンですが、若松通商さんなど国内でもまだチラホラ見られますし、自分自身も随分前に追加購入した奴を在庫しています。

 μPC1561Gの数年後に登場したμPC1677Cは8ピンのDIPタイプで、これも大勢の自作派OM(そんなに居たっけか)に恩恵を与えたICでしょう。自分も1つだけ持っており何れどこかで使ってやろうと思っていたんですが、「最後の1個」となるとなかなか手付かずとなり、結局「死蔵」の運命に・・・。その後「中華取引の使い手」()となり、何気に広帯域アンを物色していると、次のシリーズであるμPC1678Gを日本円で70円くらいの単価で発見 ひとまず10個を購入したもののそうそう広帯域アンプの出番はなく、単に死蔵在庫を増やす格好になってしまいました

 このところのヘッポコ実験で部品をひっくり返していたら、この「半死の1678」を発見。丁度ちょっとしたアンプが入り用になるかも・・・と漫然と考えていたこともあり、実は一昨日、密かに小さな基板に組んでみました。

 μPC1678Gを含め、この頃の広帯域アンプには出力がオープンコレクタになっているものがあり、終端として適当なインダクタを接続する必要があるんですが、これを逆手に取った「得意な周波数帯が調整できる」というメリットを持っています。自分が使う周波数帯はHF帯ですから、概ね30MHz以下の周波数特性が良好であれば、ちょいと愛でてやろうという気になるわけです では、カタログ値としての利得の様子はというと・・・



 10MHzから100MHzくらいまでの利得は平坦ではなく、とりわけ10MHz辺りはたったの10dB程度の利得に留まっています。それより低い周波数帯では殆ど役に立たないことは明白。ただ、これは推奨回路としての代表的な特性であり、終端用のインダクタのインダクタンス値と入出力コンデンサ容量を大きくすれば、もっと低域まで引っ張れる筈なんですね。そこで、そもそもUHF帯に重きを置いたICに中短波帯を任せられるのか・・・この辺りの実験をやってやろうというのが、今回のヘッポコ実験です。

 まずは回路図。



 何やら三端子が大威張りの回路図ですが、とにかく出力にインダクタンス値がかなり大きいインダクタ(100μH程度)を置いて低域への周波数延ばしを図ろうとしています。さらに、入出力コンデンサの容量もカタログ値よりかなり大きくしています(0.1μF)。



 メインの基板は、少し前から秋月で売っている「Dタイプ」にしました。回路が簡単なためこの基板の大きさでも十二分であり、上手くいかなかった時の"秘策"の部分までパターン化しましたが、どうやら必要なかったようで・・・というわけで、どんな特性になったのか、早速ご披露。



 40MHzまでの特性です。測定データとして、この範囲で一番低いゲインの所と高いところ(但し、40MHz付近の跳ね上がりの部分は避けています)の差を取ってみましたが、0.17dB程度の差・・・まずまず平坦と言っていいでしょう。また、HF帯域内の一番ゲインのある所(15MHz付近)との差は0.1dBでした。

 さらに怪しげな下の方はというと・・・



 5MHzまでのクローズアップです。中波帯の下端付近に赤いアンカーを置いていますが、この辺りまでは十分な利得があり、かつHFの下の方との差が殆どありません。ローバンドを超え、中波帯までカバーする広帯域アンプとしても抜擢できそうですね

 今回は、インダクタとして秋月で味見入手した小さなトロイダルコアも使ってみました。周波数特性的には、元祖トロイダルコアたるアミドン・・・ではなくFair-RiteのFT37-43と差異はなく、単価30円のコアも使いようであることが確認できました。#43材は各社のものが市場に出回っており、個々にAL値が違っていますから「巻いて実測」が必要ですが、この仲間に安価な(得体の知れない)コアも入れてやった方が現実的(リーズナブル)かも。無論、シビアな歪み特性を追求するような場面では、IMD特性等も実測した方が良さそうですがね。

 IFアンプ製作合間の「つまみ食い」にしては、案外良さげな結果が出て大満足です

AGC回路の初段の決定版・・・かな!?

2017-03-18      
 この三連休の初っ端は、久々に公私共予定のない穏やかな一日です。4月からコマーシャル上の担務が大きく変わることから、来週辺りから引き継ぎで忙しくなりそうですから、その前に十分英気を養っておこうと少し寝坊をしました。そして昼食前から、AGC回路の初段に置くアンプ部分の様子を調べてみました。

 実はこの実験自体は、数日前の帰宅後に実験回路をブレッドボードに組んで味見しており、これをそのまま使ってのデータ整理が中心。それでは、実験で求めた各部品の値を記入した回路図を披露。



 まず、入力はIFアンプ出力の目安として-13dBmを前提とし、入力コンデンサには4MHzで3KΩ程度のインピーダンスとなる12pF、ご本尊のFETには手持ち在庫数の関係からひとまず2SK192AのGRランクを選びました。

 今更書く必要もありませんが、FETはIDSSのバラツキが激しく、無作為に選んだ4本のGRランクのIDSSは7mAから12mAまでとなっており、終端抵抗を1.8KΩに固定して探ってみましたが、ソース抵抗値をかなりキチンと選んでやらないと出力電圧に影響が出ていました。
 結果的には-13dBmの入力に対し770mV程度のDC出力が得られました。後続にADコンバータを直接接続する場合、1V以上になると扱い易いんですが、ちょっと足りません。ただ、これは入力コンデンサのインピーダンスを高くしようとするあまり、この部分で入力信号がかなり小さくなっていることが原因です。試しに入力コンデンサを22pF(4MHzのインピーダンス換算で1.8KΩ)に換装すると、出力電圧は1Vを超えてきます。

 さらに追加実験。IFアンプの出力には通常「復調回路」が接続されます。ここにダイオードを用いたDBMやSBMが直結されると、かなり低いインピーダンスで終端されることになります。そこで、このアンプの先頭に「仮想終端」を置いて、低インピーダンスの復調回路が接続された状況を作り出してみました。すると、出力電圧は約半分(770mV⇒340mV)になりました。この辺り、実際の受信機に仕立てる場合の設計要素になりそうです。ICの復調回路ではもう少し高いインピーダンスで受けられそうですから、「復調回路はICで簡素に・・・」というのも選択肢に入れられそうですね。

 そして、さらに追加実験。これは、アンプの負荷抵抗(ドレイン抵抗)をインダクタに換えたらどうなるか・・・という実験です。



 負荷には手持ちのマイクロインダクタから、ひとまず4MHzでインピーダンスが2KΩ程度になる程度のものとして「100μH」(インピーダンス換算で2.5KΩ)を選んで動かしてみました。また、バイアス回路はそのまま(0バイアス)とするため、ソース抵抗は取っ払っています。
 この状態で、出力電圧は2.1Vとなりました。勿論、ドレイン電流はほぼIDSS値となるため消費電流的には抵抗負荷より少し不利ですがまぁ数mAの差ですから、これを我慢してあくまで「1V以上のAGC電圧抽出」に拘ってもいいかも・・・。

 ただ、この回路には2点の問題があります。それは、このコイルがIF周波数の出力源となることとコイルの誘導です。このインダクタにはIFからの信号が入力された上に増幅していますから、受信機の中に組み込んだらこの信号がインダクタから不要に輻射されてIF入力側に戻っていくと不味く(これは抵抗負荷でも考えられるが、インダクタ負荷ほどではない)、かつこのコイルが誘導で受信機内部の不要な信号を拾う可能性がある(IF信号と関係ない信号でAGCが動作してしまう:手を近付けると、出力電力が少し変化することから類推)という芳しからぬ事柄であり、少なくとも漫然と受信機内に配置するのは御法度と言えそうです。

 さて、AGCアンプとしての実験自体はこれで終了にしていいんですが、その他に手持ちのFETでどんな感じになるかをざっと探ってみました。以下、抵抗負荷での確認事項です。

 ◆ 2SK241

 電力利得が2SK192Aより高いことから、上記の回路でソース抵抗を上手く調整すると(というか、ランクによっては取っ払っても)もう少しゲインが稼げます。12pFの入力コンデンサでも1V出力は可能であり、在庫の問題が無ければこちらをチョイスした方がよさそうです。

 ◆ 2SK246

 今回の実験ではIF周波数が低いことから、汎用の(高周波用でない)FETの可能性も見てみました。ドレイン抵抗とソース抵抗をそれぞれ探って最適値を探したところ、230mVくらいの出力電圧が出てきました。が、電圧利得換算で10dBほど小さくなってしまうことから、この選択は難しいでしょう。

 ◆ J310とJ211

 在庫豊富なJ310に加え、J211についても最適値化して見てみました。特にJ310は「住む世界が違う石」といった感じで、ソース抵抗をかなり大きく(数KΩ)してバイアスを深くしないと、電流が・・・。その上、何れも2SK192A/2SK241より利得が稼げず、出力電圧も500mVから600mV程度・・・無理をして使う程でもないと思いました。

 インダクタ負荷のコイル部分を同調回路にするのも「アリ」ですが、とりあえずこのセクションの実験は終了にします。次は制御対象となるIFアンプ本体かな

AGCのそもそもの条件は!?

2017-03-15      
 今日の都内は小雨混じりで寒い一日でしたが、週末の暴食(実はカレーをしこたま食べました・・・)で気になる体重を落とそうと「地下鉄一駅分」を歩きました。増上寺から東京タワーに向かうようなルートでしたが天候が芳しからず・・・「目の保養」になるようなものは見当たりませんでしたが、帰宅後に体重計に乗ってニンマリすることができました

 仕事の合間に考えることは、数日前から拘っているAGC回路のことです。IFアンプの我が儘な特性をできるだけ「自然な強弱」にするというのが命題なんですが、そもそもの条件・・・どんな風に受信信号の強弱をコントロールするのかについて、より具体的に考える必要があるなぁと考え倦ねていました。そして、今日の仕事合間の道中に「参考になる受信機持ってるジャン」と当たり前のことに気付きました そう、ひとまず手持ちのメイン・リグたる「TS-590D」のAGC特性を確認してみようと思い立ちました。既に戦列の最前線であるSG「HP8648B」を使い、TS-590Dの信号受信具合について「AGC ON」と「AGC OFF」でどんな塩梅なのか確かめたくなったわけですね。

 上記SGの最低出力は0.036μV(dBm換算で-136dBm)に当たりますが、0.2μV(S/N10dB)までは余裕な筈のTS-590Dで聞こえるかどうかというのが帰宅後の最初のヘッポコ実験・・・お~ 見事に復調できました。そして、AGC ONの状態でSGの出力を上げていくとS3~4辺りでAGCが利き始め、それ以上に出力を上げていっても"音量的”には変化が無くなりました。

 この辺りの様子をグラフで纏めてみました。



 このグラフでは、Sメータ指示の電力値(dBm@50Ω)に加え、対応する電力値に対してIFアンプ出力を「S3~4程度で一定になる」という条件を「92dBの利得」として、AGC制御後の出力を描いています。また、前提としてS9+60dBの電力である「-13dBm」をIF出力・・・即ち、IFアンプが全く動作しない状態を最大出力電力と仮定しています。

 AGCが利いていない領域はS0からS4の部分ですが、これはTS-590DのAGCを切って実際に聴いてみると、「小さい信号は音量が小さく、信号が強くなるに連れて徐々に大きな音量になっていく」という至極当たり前の様子。この大凡20数dBの差については、どよよん耳(=多分、一般の人の耳程度だと思います)でも「自然な強弱」という範囲(特に音量調整はいらない範囲)に収まっていますから、AGCのセッティングとしてはこんな感じで良さそうです。
 また、「IFアンプのゲインが92dB」という条件が整うと、市販のリグに負けない「受信部」が作れることになりそうです。勿論、IFアンプに到達するまでに利得があるかないかということも考慮に入れなければなりませんが・・・。
 さらに、-13dBmがIF出力電力としてこの場合のAGC出力電圧を仮に1Vとした場合、AGC回路の利得として20数dBは必要ということになります。この辺りが、次の実験課題ということですね。

 雑然とした考察ですが、AGCのコントロールモデルとして市販リグをサンプルにした場合は、ざっとこんな感じに収まるんじゃないかな

AGC回路の初段の条件

2017-03-13      
 今日は少々早めに帰宅できたんで、IFアンプのコントロール部にあたるAGC回路・・・それも「初段」に当たる部分の条件を考えてみました。

 AGCループを形成する場合、その入力となる信号ソースはIF出力かAF段のどこかにそのエントリーを設けることになります。IF出力から取り出す場合は、何といっても復調回路からのキャリア漏れを小さくする努力が必要。一方、AF段から取り出すのは容易ですが、やはり復調後の信号強弱によるコントロールで満足できるか・・・といったちょいとマニア臭が漂う部分でのトレードオフが必要です。また、RF⇒IF段のゲインが乏しいと、勢いAF段から必要十分なAGC電圧を取り出す方が簡単・無難になります。
 とは言え、この辺りは「何処に重きを置きたいか」という嗜好の問題であることも確かであり"正解"はありません。自作機故の悩みでもありますが、自分の技術力とのバランスが必要な部分でもあります。

 長い長い能書きは置いて結局どうしたいかというと、「自然なAGCを実現するソフト制御」が命題であり、それに付随する回路を順当に設計・実装できれば良いわけなんですが、どうしたってAGCの入力部分の吟味は必要なわけです。
 やや難易度の高いIFからの取り出しには、先に記した通り復調回路からのキャリアのリークの押さえ込みが必要なんですが、まずまずその方法は判っているつもり・・・となると、今後の定番たる「IFからの取り出し回路」について、できるだけ簡素な(素直な)回路で定型化したいというのが「最初の実証課題」となりました。



 何の変哲もない1石のFETアンプに倍波整流を施してAGC電圧を得る回路です。さぁ、ここからは、どよよん無線技士さんの思いつくままのTweetを列挙しましょう。

 ① VCCは9-12V辺りを想定。また、こんなところで無駄な電力を
   消費するのは愚の骨頂・・・必要なゲインを確保するRDとRSを
   上手く選定しながら、IDとして「10mA以下」を目指す(実)。

 ② CcはIF出力に直接接続する。FET入力のインピーダンスは
   高いんで(ポピュラーな100KΩ設定として)計算上無視すると、
   接続するIF出力に影響を与えない程度のインピーダンス・・・
   IF周波数で数KΩ程度になるような容量のものを選択する(計)。

 ③ FETのチョイスはいろいろ考えられるが、IF周波数が低い
   (概ね10MHz以下の)場合は、小信号向けのFETが広範囲で
   使えるはず(実)。

 ④ いわゆるパスコン(Cp)は、IF周波数に対して十分低いインピー
   ダンスのものを使う。10MHz以下は0.1μF、10MHz以上は
   0.01μFで十分であろう(結)。

 ⑤ AGC検波用のダイオード(Di)は、検波性能の高い・・・
   できるだけVfの低いもの(Geかショットキー)が望ましい(結)。

 ⑥ 終端のRLは出力インピーダンス。後続にオペアンプやADCが
   つながることを前提にすると、10KΩ程度が望ましい。一方、
   CLは整流信号への交流漏れをグランドに流すため、④と同じ
   ような選択の仕方で良いが、RLと共に「時定数」を形成する
   ため、余り大きな容量にも小さな容量にもできない。
   ひとまず0.01μFとする(実)。

 我が儘勝手な上記「6つの呟き」に対し、末尾に怪しげな「カッコ閉じの一文字」を添えてあります。

 (計) 計算で求められる
 (結) 大凡結論が出ている
 (実) 実験してみよう

 今回作ろうとしているIFアンプは、4MHz付近を中心周波数として想定しています。これを前提に考えると、②,④,⑤は回路図に記入できそうですね。



 ちょっとオッチョコチョイですが、⑥のCL/RLの値もひとまず決めてしまいました。これで1ms程度の時定数を持ちますが、AGCでコントロールされる電圧の短時間変化が「数ms台の下の方」なら、”常人”には引っかかる感じや飛んだ感じが認識できず問題ないと思います(10KΩと0.01μFで構成される時定数は大凡1msであり、問題ないと判断)。

 たったこれだけの回路ですが、個々の部品の値には「意味がある」ということですね。上記の考察を頼りに①と③について実験・・・もしその途上で問題が見つかったら、そこを掘り下げるような感じで進めたいと思います。

IFアンプを手掛ける前に

2017-03-12      
 実験済みのSL6440Cミキサーを置くような受信系の設計で、次にぶち当たるのが「IF回路の悩み」です。RF初段やミキサー部のゲインが低い(SL6440Cで高IMDを期待する場合は、変換利得を0dB~-1dB程度に抑える必要がある)と、そのしわ寄せはIF/AF部に来ますが、そこそこの感度を実現するためには、IF部で稼ぎ出す利得が100dB超ということにもなります。勿論、QRP送信との組み合わせでは、市販HF機の0.1 ~ 0.2μV (@S/N 10dB)ほどの好感度が必要かどうかは怪しいところですが、仮にこの辺りの微小な電波をオーディオ出力(数100mW)まで持ち上げるためには、そこそこのIFゲインが必要なことは間違いありません。

 これまでのIFアンプ成功例は、たった2つしかありません。

 ① 2SC1855×3段アンプ
 ② 3SK74×3段アンプ

 前者はログリニアなIF特性を得るための「30年前の定番」であり、キャビティ紛いの成形と「超デカップリング」に気をつければ、案外再現性の良い回路だったと記憶しています。そして、自作機として初めて「免許条件」に加えた15mのSSBシングルバンドトランシーバに採用したのが、このIFアンプです。
 実は、このアンプはぶっ壊されることなく残っています。稚拙な作りで恥ずかしいんですが、ちょっと晒してみましょうかね。



 この男梅サワー、結構美味いですよ・・・じゃなく、その下のオンボロ基板がIFアンプです。回路部分は片面基板にランドを貼り付けて組み、電源とAGCラインは貫通コンで基板の裏側に取り出しています。また、裏側にはデカップリング用にFB801-43を6つほど・・・トロ活回路の受け売りです。また、この時のAGCアンプは、2SK19で受けたIF信号をオペアンプで下駄を履かせて戻すような形で組んでいます。聞き味は当時の記憶・・・30年くらい前のこと故、具には覚えていませんが、強力な信号でも耳に来ない聞き味だった記憶があります。

 後者は、6mのSSBトランシーバ「クリームちゃん」(このネーミング、再三止めようと思っているんですが、どうやらブログ主が密かに気に入ってしまっている模様・・・)で使っています。デュアルゲートFETは、ソース抵抗を上手く置いてやることで、そこそこ素直な特性のAGCができます。自作機としては十分と言えますが、如何せん1石の利得が20dB程度となるためAGC云々より「ゲイン不足」になり易く、このクリームちゃんもAF段にプリアンプを置いて凌いでいます。

 今回は、これらIFアンプ部の見直しとして比較的ポピュラーな「MC1350P」を使い、かつちょっと曲がったAGC特性を上手いことコントロールしてみようと思い立ったんですが、これが結構手間が掛かる目算になってしまい、この辺りで悩んでいます。基本性能を手中で何とか・・・と考えると、前出の2つの方法も実は捨て難いと思う部分があるものの、流石に少々古い技術領域でもあります。
 また、ノイズの抑え込み・・・高いゲインでノイズ成分の出力が結構大電力になりノイジーな聞き味になってしまう部分については、途中に噛ますフィルタ(Qの高いタンク回路)を工夫する必要があり、この辺りはアナログバリバリの実験題材になりそうです。

 ただ、AGC制御については、実はソフト制御を取り入れてどんなにひん曲がった特性でもリニアに押さえ込んでやる と、どよよん無線技士さんは意気込んでいるようですので、個々の雑多な検討と実験を重ねていくという地味な作業が続きますから、モチベーションの維持が課題。はてさて、どうなることやら・・・

ちょいと古いミキサーの実験結果

2017-03-11      
 昨日は半日で都内の野暮用を片付け、帰りに秋月に寄って「次の実験に必要な部品」を買ってきました。ここで横道に逸れてしまうと、実験中のミキサーの結果まとめが頓挫しそう・・・というわけで、今日はこの結果を纏め切ってしまいましょう。

 ◆入出力インピーダンス

 SL6440Cの最適な動作条件を探すべく、まずは入出力インピーダンスを測定してみました。



 赤が入力、青が出力インピーダンスです。この測定では、入出力のトランスに「1:1」のもの・・・即ち、インピーダンス変換が生じないような接続にして測定しています。何れも1.6MHz辺りにピークがあり、数KΩ程度の模様。
 入力インピーダンスについては、カタログスペックとしてシングルエンドで500Ω、ディファレンシャルで1000Ωを謳っていますが、平均的にはもっと低いようですね。因みにHF全域において数百~数十Ωをキープしており、高い周波数に向かって下がっていく傾向、28MHzでは31Ω程度になっています。こうなると、入力側のマッチングはあまりHigh-Zへの変換は要らないようです。

 ◆入出力のマッチング

 続いて、実際に回路を組むときに必要になる入出力マッチングの条件を探ってみました。回路図を再掲。



 まずは入力(RF)。ここは、入力ピンである12,13にインピーダンスを固定するための抵抗を入れているのがデータシートに参考回路として掲載されています(450Ω)。ところが諸OMの自作の様子を拝見すると、この抵抗が有ったり無かったり、或いは抵抗値があれこれ違っているため、どれが最適に近いのか判りません。そこで、ちょっと試行錯誤に近い形で探ってみました。
 用意したコイルは、以下の4種類のインピーダンス変換を行うコイルです。何れもFB801-43に巻いています。

 ① 50Ω:50Ω(1:1・・・Quadrifilar 4Tで2本分を入力、残り2本で
   中点を取る)
 ② 50Ω:200Ω(1:4・・・Trifilar 4T)
 ③ 50Ω:450Ω(1:9・・・④と同じような作り方)
 ④ 50Ω:800Ω(1:16・・・このページに作り方あり)

 また、入力ピンの抵抗値は1KΩの半固定抵抗を使って合わせ込む方法にしました・・・と、ここまではイイ感じだったんですが、結果的には以下のようになりました。

 ● インピーダンス変換比を大きくすると、入力ピンに与えられる電圧が
   大きくなるため、カタログスペックである「0dBm入力で60dBc」を
   実現しようとすると、変換比が大きい程不利。

 ● さらに、入力インピーダンスもかなり下げてやらないと、上記の
   「0dBm入力で-60dBc」が確保できない。

 結局、入力コイルとしては①または②とし、さらに最適な入力インピーダンスを半固定抵抗で設定するのが良さそうです。

 一方、出力(IF)の方も同じように上記のコイルで探っていきました。こちらは、①では出力が十分得られず、②から④での差異はあまりハッキリしませんでした。詰まるところ、一番製作が簡単な②で十分なようです。

 ◆OIPとコントロール電流との関連性

 続いては、入力側コイルを①、出力側を②として、OIPとコントロール電流との関連性を纏めてみました。入力は7MHzのツートーン@0dBm、VDD1とVDD2の電圧はそれぞれ12Vと9Vにしています。



 少し前の記事でフライングして記述したように、OIP値が30dBmを上回る設定にするためにはかなり電流が必要・・・IC全体の消費電流として100mA程度が必要です。この時、IC自体の発熱がそこそこあることから、実装時には簡単な放熱対策をしておいた方が良さそうです。

 ◆VDD1とVDD2の電圧差

 VDD1とVDD2の電圧差は1.5V以上あれば大丈夫なようで、この電圧差に関する特徴的な挙動は認められませんでしたので、上記の実験は全て3V差(VDD1:12V、VDD2:9V)としています。また、この電圧差を作り出すために幾つかのシリコンダイオードを直列接続されているものが製作例としては多いようですが、ここはツェナダイオードで行けそうです。

 ◆LOレベルについて

 LO入力はシングルエンドで1500Ω程度のインピーダンスというのがカタログ値です。この入力はかなりラフで良さそうで、51Ωの抵抗で入力インピーダンスを固定した状態で-17dBmから+15dBmの範囲では正常に動作しているようです。局発信号としてはあまり大食らいでないところは、ダイオードDBMより有利になりそうです。

 ◆調整した後のIMDの様子

 ミキサーの出力に-20dBのアッテネータを接続した状態でIMDを測定しました。まずは0dBm入力。



 67dBc程度のIM値となっています。IC全体の消費電流は凡そ106mAとなりました。続いては・・・



 入力を-13dBm・・・一般のHF機の「S9+60dB」に当たる入力電力にしてみました。これで-75dBc程度となっています。我が常置場所での運用ではここまで強い信号が受信されることは希だと思いますし、20dB程度のアッテネータを入れられるように製作すれば、実用に十分耐え得るものができそうです

 以上でSL6440Cの実験は漸く終了、次の実験は暫く「仕込み」が必要になりそうです・・・。

再免許、無事終わる

2017-03-08      
 昨日、「審査終了」の表示となり、再免許申請が完了しました。早速、今日は都内移動の合間を利用して、関東総合通信局のある九段第三合同庁舎の23階まで行ってきました。

 実は、今回の再免許申請はハプニングの連続でした。

 過日、身分証明の場面で取り出した「必ずゴールド免許」(運転しなきゃ、必ずゴールドです)を何気なく見たら、来年の今頃が期限であることに気付きました。「必ずゴールド免許」と「局免」は1年違いで期限に達するんですが、どちらが先かを正確に覚えていなかったことから自宅に帰って調べてみると、今年の3月22日で局免が切れることが判明・・・確か、再免許申請は期限の1ヶ月前までに出さないと不味いんだった 慌てて、「電子申請・届出システム Lite」のページから再免許申請を行ったのが2月16日。
 この申請ページは、長い間使わないとパスワードが無効になるという何とも有り難いページです。ご多聞に漏れずパスワードが切れていたため、パスワード再発行の手続きを行うべく操作していたら、何処で勘違いしたのか「ユーザID・パスワードの再発行」を行ってしまい、郵送でID再発行される手続きを行ってしまいました

 その後、パスワードの再発行手続きができたためそのまま再免許の申請を進めることができたんですが、数時間するとパスワードが無効になってしまいました。そりゃそうだ、ユーザID・パスワードの再発行の手続きをしてしまったんですからね・・・。
 こうなると、郵便を待っている間にID・パスの再発行をキャンセルして貰った方が良いだろうと、翌日にテレホンサービスに電話をしたところ、既に郵送の準備に入ったためキャンセル不可であること、但し、直前の申請は多分受け付けられているから大丈夫との説明を受けて一先ず落ち着きました。

 郵送でID・パスが届き状況を確認すると、再免許の申請は「受付処理中」となっており一安心。ただ、この状態で「局免有効期限の1ヶ月前」を超えてしまいました こりゃ、申請は却下され、またしても面倒な開局申請かしらん・・・と思っていたら、3月3日に「金払えメール」が届きました。流石に手数料納付した挙げ句に「期限切れでダメ~」とは言われないでしょうと高を括り、ひとまずネットで入金すると「審査中」となり、昨日晴れて「審査終了」となりました



 結局、申請開始が局免期限の1ヶ月前であれば大丈夫ということのようですね。

 さて、今日も昨日に引き続き若干寒い中、合同庁舎に行ってきました。九段下の駅を降りて(地下鉄なんで登るんですがね・・・)徒歩3分程で目的の合同庁舎前に到達するんですが、この庁舎は九段会館の斜向かいにあるんです。九段会館は高校の卒業式の式場だったんで、実はこの庁舎を訪れる度に若干のノスタルジーを味わうことになるんですが、今日も例外なく、頭の中だけちょいと高校時代にステップバックしました。



 合同庁舎のエレベータホール前には、相変わらず警備員がいました。「アマチュア無線の免許を取りに来ました」「じゃぁ、22,3階です」という、何とも中途半端な親切案内に促され、23階に上がって「いつもの」窓口でボタンを押しました(担当者呼び出しには、ボタンを押して呼び出す仕組みなんですね)。以下、担当の方とどよよん無線技士との会話を再現しましょう。

 担 「申請時の番号、SかEから始まる番号、分かりますか」
 ど 「済みません、ちょっと調べます」(そうだった、この番号告げるんだったなぁ・・・)
 ど (スマホを操作しながら)「ちょっと時間を下さい」
 担 「メールとかは転送されてないんですか」
 ど 「はい・・・」
 担 「・・・何か、免許状に関係するものはお持ちですか」
 ど 「局免と従免なら持ってきました」
 担 「免許状を見せて下さい・・・番号は(メモメモ)・・・変更ですか」
 ど 「いいえ、再免許です」
 担 「暫くお待ち下さい」

 暫くすると、担当の方が免許状を持って再登場。

 担 「身分を証明するものはありますか」
 ど 「はい、自動車免許・・・」
 担 「・・・ありがとうございます。7台ですよね」
 ど 「あ、はい、そうです」(やっぱ、間違って申請してたんだな・・・)
 担 「はい、これ・・・」(と、免許状とシールを渡してくれる)
 ど 「ありがとうございます」

 そうなんです。再免許の申請直後に気付いたんですが、自作機1台を廃止にしたりVU機を増設したりで勘定間違いをしており、7台所持の所を「6台」として申請していたんです。このことに再免許申請した直後に気付くも後の祭り。もし、訂正が必須なら後々何かリアクションがあるだろうと思っていたんですが審査終了になったんで、今日はどうなるんだろうなぁ・・・と思いながら来たんですが、結局7台分のシールが発行されました。メデタシ、メデタシ



 こうして、あと数日で古い免許とシールに代わって、彼らが後の5年間を受け持つことになりました。ちなみにこのシールに印字されている番号は、「有効期限の下一桁」なんですね・・・前出の担当の方が教えてくれました

ちょいと古いミキサーの実験回路

2017-03-07      
 週末にちょっと暖かくなったと思ったら平年の平均気温を割り込むような気温となり、今日の外出先である都内は、雨模様と冷たい風で寒く感じる一日となりました。それでも、桜の開花宣言は「平年より早め」という情報を入手・・・本格的な春は、既にそこまで来ていそうです。

 ちょい古ミキサーたるSL6440Cの実験を地味~に続けて大凡の傾向は掴んだ感じなんですが、まだ纏まり切っていませんので、今日のところは実験回路をアップしておこうと思います。



 確かめたい部分にはボリュームやジャンパーピンを入れて挙動を探れるようにすると同時に、入出力についてはインピーダンスマッチを確認すべくコイルを差し替えてチェックできるようにしています(点線で囲んだ部分)。

 今のところの結論からいうと、カタログスペックである「0dBm入力で-60dBc、IIP=+30dBm以上」をクリアすることは確認できたものの、そこそこ消費電流が大きいことが判ってきました。そういう意味ではポータブルなQRPリグ向けというより「必要十分な電流供給が可能な固定向き」といった雰囲気・・・この辺りを順に纏めていきたいと思います。

ちょいと古いミキサーの味見開始!

2017-03-01      
 今日から「弥生」・・・土器の出土地名という印象が強く、「麗らかな春」というイメージとは少し違った印象を持ちますが、何にせよ今年の冬は終わったという感じ。暖かくなる季節到来という身体を伸ばしたくなるような気分にはなるものの、実際にはまだまだ寒い日が訪れそうですね。

 そんな季節の移り変わりを余所に、今日は仕事のアヤで早めに帰宅できたことから、滞っていた「ミキサー実験」に手を染め始めました。平日ですから深追いせず、今日は「塩梅」を見るに留めましょうかね

 今回のミキサー実験は、ちょいとマニアックなOMは既に手にしたことがあるであろうデバイス・・・「SL6440C」についてのヘッポコ実験です。このミキサーICは、二昔前くらいに名を馳せた(といっても、それこそちょっとマニアックな御仁だけだった・・・)と思われる代物ですが、中華取引ではまだ手に入れ易いものです。IP=+30dBmを謳い、かつコントロール端子から流し込む電流でIPの制御ができるという変わり種。早速、実験用にこしらえた基板に装着しました。



 この回路を標準的な電圧供給(VCC1として12V、VCC2は9V)として動かしてみました。LOには11MHzをSGから与え、RFにはどよよん実験室標準の「2ジェネ@7MHz」から0dBmを印加し、APB-3で出力の「角」を測定しました。ミキサーの出力には-20dBのアッテネータを噛ましています。



 IC全体の消費電流は70mAとして測定しました。ミキサーのゲインを大凡-1dBとしてOIPを計算すると、+27dBm程度になっています。2SK125のクワッドミキサーと同程度のものが、IC一つで実現できそう あれこれ弄ると、入力の細工やコントロール端子への電流供給の加減で、IP的にもう少し良い結果が得られることが分かってきました。次の記事では、この辺りを纏めたいと思っていますので、興味のある方は乞うご期待

修正 2017.03.04>
 数行上の色付けしてある「OIP」は誤記修正(IIPと記述していました・・・)です。

古いパワー計の「下の方」の謎を解明

2017-02-23      
 直前の記事を書いた翌日、家人が入院することになり、今週月曜日に退院してきました。大事には至らずホッとしたものの昨日辺りまでは生活パターンがままならず、今日は漸くPCに向かってあれこれできる時間が取れました。何といっても家族が健康に過ごせなければ、自分の余暇もへったくれもありませんね。

 とは言え、この間に何もしなかったわけではないのです 実は、直前の記事で纏めた通り、入手した古いパワー計(ML-8304A)の-25dBm以下の測定値が何やら不可思議なものとなるところが気になり、あれこれデータを採ったり接続を変えたりしながら探っている内に原因が判ってきました。今日はこの辺りを纏めて・・・おっと、その前に。
 今回お世話になった中古販売店の方にケーブルを見つけてくれたお礼のメールをした際、「マニュアルがなくて不便だけど、何とか測定できるようになって大感謝」といった意の文面で締め括ったところ、何と日本語マニュアルのコピーを送ってきてくれました そして、装置のリセットを改めて行いデータを採り直したんですが、やはり-25dBm以下の測定値が怪しげ・・・校正されていない装置ですから、こうしたことは想定内ではあるもののどうしても腑に落ちず、どよよん無線技士得意の「超試行錯誤」(何だ、これ・・・)で探り当てた感じです。

 このパワー計には「ZERO ADJ」というスイッチが付いています。これは、測定する前にこの装置の「0点」を決めるためのもので、パワーセンサーを被測定器から外した状態で押すようにマニュアルに書いてありますが、これを被測定器に接続して「無出力」の状態で押してから測定すると、ほぼ正確に測れることが判りました。
 このスイッチ機能が目指すところは、ノイズフロアをきちんと測って測定値にノイズの影響が出ないようにするためのものです。要は、小さな電力であればある程ノイズとの分離が重要になるというわけで、この装置の測定下限にあたる-25dBmから-30dBmの測定では、「被測定器を接続した状態でのノイズフロアが0点」になるようにしてやらないと、それが測定誤差として跳ね返るよう・・・考えてみれば、当たり前ですね。

 改めて測定した結果は以下の如くなりました。



 前回の測定結果も併せてグラフ化しています。明らかに-25dBm以下の部分が、「こんなもんだろう」という値に収まっていることがハッキリ判りますね。ただ、-20dBm以下の測定値は結構変動するため、「AVERAGE」というスイッチで数秒間の測定値平均を求める機能を使っていますが、それでも結構な変動が見られます。そういう意味では、やはり-20dBm以下の測定結果は誤差含みであると理解しておいた方が良さそうです。

 また、今回の被測定器は「HP8648B」ですが、電源オンから1時間程経たないと出力電力が安定しないこと(と言っても、ホンの0.xdBmですが・・・)、パワー計自体も10分以上は待ってやらないと測定値がズレること(これとて、ホンの0.xdBmですが・・・)も判りました。

 これで漸く、古いパワー計こと「ML-4803A+MA-4601A」の測定結果が腑に落ちました 今週末辺りから、またしてもヘッポコ実験に精を出せればと思っています。
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どよよん無線技士

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アパマンというハンデにさらにQRPまで課し、失敗連続のヘッポコリグや周辺機器の製作・・・趣味というより「荒行」か!?

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