VR製SGの改良開始

2013-11-09      
 安物とはいえ折角手に入れたVR製SG、何とか使いものにしたいなぁとは思うものの問題点もやはりあるようで、この辺りをゆっくり詰めていきたいと思い、まずはデータを取りを行って一部改良を始めました。

 まずは簡易スペアナで観測・・・といっても、そもそもRBWは50KHzだわ、観測レンジが60dB程度しかないわで、高調波くらいしか測定できず。ひとまず測定してみましたが、位相のイズやら近接スプリアスやらの観測には全く意味を成さず。そこで、TS-590に「スペアナモドキ」になって貰うことにしました。
 TS-590には、PCから制御できる「ARCP-590」というソフトがあって、この機能の中に「簡易バンドスキャン」が付いています。スキャン中はリグから音が出ないため、通常のQSOで使う機会は滅多にないばかりか、そもそもこのソフト自体出番がなかったんですが、今回のナンチャッテ観測には打って付けでしょ SGの出力が大凡0dBm@50Ω程度だったんで、アンテナ端子に直結しても壊れないだろうと踏んでTS-590に接続してみると、ATTを入れてS9+55dB程度と絶妙なマッチング 早速、測定開始です。



 SGを7.005MHzで発振させていますが、ちょっとずれてますね。まぁ、大本の発振器がタダのちっこい(多分PLLの)奴ですから、この程度のズレは仕方がないとして、何となく発振周波数を中心に「対称形」の位相ノイズっぽいものが観測できています。

 さて、ここで幾つか明確にしておかないと、後々の改良との比較が上手く行きませんので、ちょっと箇条書きに。

 1) S1つを6dBとし、S1からS9+60dBで114dBのダイナミックレンジと考えよう
 2) これだけ強い信号を入力すると、TS-590側でも歪むことを考慮すべき

 特に2番目の方については、例えば7.007MHzで何かSが5も振るような信号が聞こえるかというと、実際何も聞こえませんしSメータも振らないんですが、TS-590の周波数変更に伴う「ポコッ」というノイズは聞こえてきます。このソフトでも、ステップ周波数毎にこの「ポコッ」を捉えているようで、「一体、何を測定してるんだ」ということになりますが、多分、SGからの信号のピュアリティが良くなると、この辺りに変化が見られる(例えば、変なお山が小さくなる)と踏んで、他によい方法も無いことから、「定性的な観測」ということにしました。

 さらに、7.005MHzよりもっと上の周波数・・・例えば28MHzではどうなるかについても証拠残しをしました。



 これはちょっと酷いなぁ・・・とお思いでしょうが、7.005MHzと同じような測定条件です。ただ、SGの出力がかなり落ちているため、逆にプリアンプを入れてS9+60dBに合わせ込んでいます(表示上、+40dB辺りがピークになっていますが、実際にTS-590のSメータは、ピークの周波数で+60dB)。また、7MHz付近より周辺の位相ノイズやスプリアスが大きくなると思い、スイープ範囲も100KHzに拡げてあります。45KHzと50KHz離れた辺りに明確なスプリアスが見られます。

 上記の結果から分かるのは、やはり位相ノイズがそれなりにあるんだろうなぁ・・・ということで、DDSでOM諸氏の苦労談義を総合的に解釈し、「まずは電源周り」とアタリを付けました。
 上記の測定は、同梱の9Vのスイッチング電源で動作させたときのデータですが、スイッチング電源ではないトランス式の電源だとどうなるか、かつ9V⇒5Vで直には触れないほどの温度になる三端子レギュレータを低ドロップタイプに換装し、6V程度の電圧で動くように・・・と、ここら辺りに着目して最初の改良に入りました。



 換装したレギュレータは、秋月で売っていた「NJM2845」の5Vタイプです。500mA出力時に0.18Vしか入出力電位差が必要なく、今回の換装にはベストフィット。出力側には定石通り、最短距離でのパスコン接続ということで、10μFのタンタルを付けました。そもそも、この基板の回路では、三端子の出力側のパスコンが遙か遠い距離(多分、右端に移っているMPUの下辺り)にあり、何の補償もされていない状態でしたので、この部分の改良効果には期待しました。
 また、DCプラグが2.5φだったため、これを「日本標準」(本当か)の2.1φに付け替え、序でに、この基板の「足」が金属製のスペーサで机上で擦れると嫌~な音を立てるため、プラスチック製のものに変えました

 さて、この処置でどんな変化が見られたか・・・ちょっと驚きですよ



 付属の9VのSW電源を用いて7005MHzを発振させた様子です。発振周波数の左右にあったお山が「小山」になりました 周辺を「」で聞いた感じでも、明らかにざわついた感じが圧倒的になくなりました。一方の28MHzの方はというと・・・



 あんまり変わっていません が、S3程度のノイズフロア(ひとまず、こう呼びます)が、若干下がっている感じです。少しは効果があったようです。

 トランス式の電源に変えた場合の変化は非常に小さいのですが、若干あるようです。7MHzの方のデータを貼っておきます。



 左右の小山がさらに小さくなっています。ちなみに、28MHzでもノイズフロアが若干下がっている感じですから「気休め程度」の効果はあるんだろうなぁ・・・といった感じ。トランス式採用の恩恵は、どちらかというと電圧を下げたことによる「レギュレータの発熱の減少」で、熱いと感じたものが少し暖かくなったと感じる程度になりましたので、これもまずまず狙い通りです

 7MHz、28MHzについてSGからの信号が凡そS9+60dBと仮定すると、近接するノイズのピークは-96dB、-70dBと読み取れます。この値自体に意味はないと思いますが、何となく「そんなモンかなぁ・・・」といったところでしょうか。

 それより、三端子レギュレータは「言われたと通りのパスコン」を「最短距離で」というセオリー通りにしないと、こうしたノイズに煩いセットでは影響が出ると思って良いでしょう。一つ勉強になりましたし、「中華系」はやはりある程度手を入れないと・・・というか、手を入れて初めて「マシ」なものになるようですね。
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SDRも簡易スペアナになりますよ

こんにちは(^-^)/
改良お疲れさまですm(_ _)m
電源部分はやっぱり重要ですね。ずいぶん違うものなんだなぁと感心しました。この手のノウハウというかTIPSというか重要ですね。当局もトラ技の特集読んで勉強しよう(笑)

絶対、スペアナ、作っちゃるぅ!

ぶんきゅうさん、こんばんは。
電源周り・・・特に三端子で無茶な回路にすると、結構発振気味になったりするようですね。どうしても先を急いでしまい、オシロで当たる余裕がなかったなぁ・・・と反省。
いつも「ここおかしいな⇒換装⇒確認・・・本当に?」となります。もう少し歳を重ねて落ち着きが出てこないと(?)まともな実験はできなさそうですが、曰く「これぞ、どよよん現象!」なわけで、イキアタ~リバタ~リも勝手なアハ体験ができて面白いです(^^;
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