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我、SDRに填まる(かも?)

2019-07-15      
 6月後半の忙しい日々を通り抜けたと思ったら、この3連休の中日の昨日曜は”完全出勤”となってしまい、何だかすんげぃ損した気もしたんですが、前後1日ずつ休めただけ良かったのかも知れません。お陰で会社のマシン室が・・・って、これは伏せておきましょうかね

 過日、少し前に出た賞与でちょいと奮発してSDRを入手しました。本当は”ベ〇リ”のパドルを購入しようと思っていたんですが、まぁこっちの方が楽しからず也・・・と宗旨替え



 う~ん、こんなにアップにしても仕方が無いんですが、購入したのはSDRplay社の”RSPduo”です。この会社のSDRを購入した第一の理由は簡易スペアナソフトが準備されていることだったんですが、その中でも”RSPduo”にはデュアル受信が可能なように受信回路が2つ搭載されており、ノイズリダクションの実験などにも使えそうだったんで奮発しました。シングル受信バージョンの凡そ2倍の価格・・・”ベ〇リ”が遠のきました

 早速、あれこれ聴いてみました。単純に”広帯域受信機”ですから、我がベランダ・アンテナで許すところの周波数帯のものはしっかり受信できることが確認できました。とりわけエアバンドは絶好調・・・”Tokyo Control”は双方向で受信でき、もうBGM(Musicじゃないね)になりつつあります。HI-Zをうまく使えば中・短波帯も結構受信でき、今朝は2mで5エリアの移動局もRS41程度で聞こえていた(アンテナはベランダのモビホ@8mH)ことから、感度は申し分なし・・・なんですが、いわゆる2信号特性は、あまり良くなさそうだということも判ってきました。

 スペアナとしての部分での評価はあまりしていませんが、かなり入力を絞って測定しないと不味そうなことは判りました。この辺りはもう少し時間を掛けて調べてみようと思います。また、AD9850/1辺りを前提としたTGをつなげられそうで、こうなると簡単な周波数特性測定はできそう・・・実はこれに期待して購入したんで、後々いろいろと試してみようと思っています 何か新しいことが分かったら、またレポートしますね

10,000,000分周の1PIC化

2019-06-19      
  タイトルの件は半年以上前に2つのPICで片付けていることなんですが、旧ローカルさんに「CLCを使って1PIC化できるよね」とアドバイスを頂き、手が空いたら何とか1PIC化を試してみようと思っていた宿題です。そして、使用するPICF16F18313・・・いわゆるPIC16F1シリーズ(5桁PIC)はタイマやCCPモジュールの仕様が改善していることから、これらの機能を上手く使うと「もう少し簡単にできるんじゃなかろうか」と当たりを付け、近年無かった会社の忙しさの中で、毎日帰宅してからちょっとずつ実験をしていました。

 まずは条件・・・今回の必要スペックは、10MHzのクロックを1千万分の1に分周して1Hzを得ること、さらに作りかけの周波数カウンタで使用するプリスケーラの分周比(1/64)に対し上手くカウントできる”1.5625Hz”を出力できるようにすることが必要です。この周波数の切り替えには1つのポートをスイッチ代わりに使いますが、この辺りはI/Oポート処理の話で難儀なことはありません。

 一方、周波数の分周には考慮の為所があります。このICは6ポート(RA0~5)を具備、その内1ポート(RA3)は入力専用です。つまり、このポート以外は双方向に使えます。さらに、外部から10MHzの基準クロックを貰うとすると、RA5はこの役目を果たす必要があります。
 残り4ポート・・・まぁ数的には全く問題ありませんが、個々のタイマの分周能力を考えると最低2つ、何れかのポートを使ってをシリアルに接続して動作させる必要があります。

 さて、PIC16F18313には旧来の”Timer0”とは仕様が異なる”New Version”が搭載されています。

 ・8ビットのカウンタが拡張され、16ビットでも動作させることが可能
 ・8ビットのカウンタ2つ(TMR0HとTMR0Lの比較)で「ソフト手間要らず」の周期カウンタを構成可能
  ⇒その上、指定したピンに出力ができる

 最後の「
指定したピンに出力ができる」・・・が実はミソで、この機能はCCPモジュールでCompareモード(Timer1を使用)、PWMモード(Timer2を使用)でも同様に出力指定したピンにクロックが出せますから、組み合わせは様々に考えられます。ただ、分周出力の拡張性を考えると、16ビット動作が十八番のTimer1を組み込んでおいた方が有利です。
 最初は「Fosc/4⇒Timer2⇒Timer1⇒1Hzを出力」と考えてあれこれ弄ってみたんですが、どうも上手く動作しない
 そこで、「Fosc/4⇒Timer1⇒Timer0⇒1Hz」という流れにしたら上手く動かすことができました。

 自分的備忘録として、もう少し詳しく記しておきます。

 ① Timer1のクロックにFosc/4を入力
 ② Timer1のプリスケーラで1/8
 ③ CCP1H:Lに15625分周(15625-1)を設定
 ④ Timer1を使ってCCP1をCompareモードで動作させる
   ⇒一致時にTimer1をクリア、トグルするモード(1/2)
 ⑥ TMR0H:TMR0Lを2:1に設定(1/2分周)
 ⑦ ポストスケーラで1/5分周


 ∴これで1Hz

 Timer1の出力とTimer0の入力は1ポートで賄えるため、結構経済的にポートアサインが可能です 今回は分周機能と1Hz/1.5625Hzの切り替えだけですから、4ポートで実現できてしまいました。個々のタイマを同期モードで動かすことを忘れないように



 実験風景です。上方のソケットに刺さっているのは10MHzの発振器、下方がPICです。クロックはRA5に入れ、RA4をTimer1とTimer0との接点、RA2が出力です。RA0がクロック切り替えポート。

 得られた波形はこんな感じ。



 下の青い方が1Hzの立ち上がり、黄色が10MHzクロックです。これで安定していますから、恐らく上手くいった・・・ってことで、青い方の波形は如何に



 まぁ、ざっとこんな感じになりました。

 今回は1Hz出力を狙いましたが、実はTimer0の分周はたったの「2」ですから、少なくともあと1/100はイケます。即ち、0.01Hz・・・100秒のクロックを作ることもできます。

 と、言うわけで、どうやら”宿題”は片付きました。さぁて、作りかけの周波数カウンタはどうしよう

Eスポ交信の妙味と6mのモビホ

2019-06-15      
  先々週に仕事でちょっとしたトラブルが発生、それ以来かなり忙しくなりました。本当は今日、休日出勤も覚悟していましたが、結果的に休みになったんで、朝も早うからブログ書き・・・って、もう昼前ですね

 数年間、全く以て普段のQSOは行わなかったどよよん無線局長がたまたまGWに”出来心”でオンエアし、6mの幾局かに拾って頂いたのに味を占め、週末は6mをよくワッチするようになりました。

 先週末の日曜日(6月6日)はJD1の移動局とQSOすることができました。我が”Poor”な設備にして599で入感していましたから結構なパイルを醸し出しているお相手に対し、「単にゼロインして呼んでも難しい」と判断して、「ちょっとズレて呼んだ局の後にその局にゼロインして呼ぶ作戦」を発動すると一発でコールバック有り QRPも工夫次第よのぉ・・・と悦に入っていました。

 こんな感じで交信記録(Hamlog)が埋まっていく中、時折SWRが跳ね上がることに気付いてアンテナ周りを見直すと、流石に放りっぱなしの同軸が痛んできていました。そろそろベランダのアンテナからの引き込み系を一新する必要がありそうですが、ひとまず応急処置。梅雨入りを過ぎて雨模様が多くなりますが、近いうちに本処置をしたいところではあります。

 6mのアンテナはモビホを使っていますが、恐らくこのブログに詳細を記したことはないと思いますんで(1千近くの思いつき記事アップに至り記憶に自信がなく・・・)、記録としてスナップをアップしておきましょう。



 手前に写っているステルス君の支柱の方が目立ちますが、コメットの”SB-15”を使っています。このスナップには西南西の方向が写っていますが、ご覧の通り幾つか10階建て程度のマンションが見えますね。まぁ、入射角が高いEスポには余り支障がありませんが、グランドウェーブはイマイチであることはお判りでしょう。
 上方の天井との間隔は20cm余りですから影響はあると思っており、或いはもう少し短いものの方がいいかも・・・と思いつつ、まぁこれでもそこそこ飛んでいます。逆に1.5mのホイップですから6mの1/4λはフルに確保できており、放射効率的にはまずまずでしょう。



 給電部のクローズアップです。左方向に伸びているビニール線は、凡そ1.5mのラジアル・・・これだけでSWRはかなり低くなります。同軸にパッチンコアを装着したのは最近ですが、これによりさらに反射波(コモンモード)が小さくなり、SWRは1.1程度に保証されます。
 このコアは秋月で販売されている”LF-102B”です。カタログスペックでは、50MHz辺りで200Ωくらいのインピーダンスであり、2連で400Ω程度・・・”パッチン挟み”でバランとして使うにはかなり力不足。できればフェライトコアのFT144-43に3,4回巻き程度が欲しいところですが、スナップの通りでもかなり挙動が安定しますから、お守りのつもりで入れています。

 思い返せばこのアンテナ&5Wでお隣HLを始め、DU、V6(Micronesia)、9M6(East Malaysia)、VKとQSOできています。最近は、SSN的にDXのCONDXはイマイチですが、EスポのマルチホップやTEP(赤道横断伝搬)はあまりSSNと関係ない部分もありますから、こんなアンテナでも国内に限らずDX-QSOのチャンスもありそうです。

 以上、ちょっぴり”無線通信士”っぽくなった近況と、ベランダの6mモビホのご披露でした

今更ながら、CW用オーディオフィルタ製作(その製造と試運転)

2019-05-27      
  「散々シミュレートしたんだし、まぁそれほど複雑な回路でもないし・・・」と自分に言い聞かせて部品を集め、漸く製作に漕ぎ着けたCW用のオーディオフィルタですが、"WW WPX CW”で試運転できるように焦り気味でバラック完成となりました。コンテストでの使用感を含め、この辺りを今回記事にしましょう。

 まずは、お決まりの回路図のご披露から。



 またしても”万能基板”に組むべく、オペアンプの”足”を意識した実体配線っぽい回路図にしました。原本は、シミュレートし尽くした感のあるLTspiceの回路・・・どこも弄らずそのままの定数で組んでいます。

 BPFを構成する抵抗は”金皮”の1%誤差を頼りにしつつも2本購入し、我がラボ(って、そんなに立派だっけ)の”抵抗値測定装置”である岩通のレトロテスターで値を測り、より公称値(表示値)に近いものをチョイス。その他の部位の抵抗は、手持ちのカーボン抵抗です。

 コンデンサについては先のブログで詳説したように、公称0.033μFのものを2つ選んで容量を足して2倍の容量”0.066μF”になるよう10個購入したコンデンサを組み合わせて容量を測り、結果的に0.066μF ± 0.001μFになるように合わせました。今回使用したコンデンサの容量の精度は一般的な”J”ランクで「±5%の精度」を保証していますが、実際にはもう少し精度が高く(10個とも±2%以内)、かなり上手い具合に選び出すことができました。

 中心周波数を合わせ込むためのボリュームには500Ωの10回転ポテンショメータ(Bカーブ)を使い、中心周波数の調整が楽になるようにしました。減速比が大きいと中心周波数の合わせ込みに難儀するだろうとも思いましたが、ひとまずはこれでチャレンジ。

 電源用のオペアンプは手持ちで消費電流が小さい”LM358”を選びましたが、最終的には回路図にある”NJM062”に交換しています。

 さて、基板に組んだら直ぐにチェックしたいのは当たり前・・・とばかりに、WPXコンテスト参戦直前にバラックで完成したこのCWフィルタを、適当に調整してコンテストの初日の夜から使ってみたんですが、何やらあまりインパクトのあるような結果にならずションボリ それでも消費電流を測ってみたら4.3mA程・・・目標である「200mAHの006P風充電電池」で24Hどころか48Hのコンテストにも”付けっぱなし”でイケそうな値であることに満足し、WPX初日の夜間参戦終了と共にこのフィルタもQRT

 翌日起きたら即、消費電流のさらなる低減に向けてLM358をNJM062に換装。ところが、音が割れてしまうんです。おかしいなぁと見直すと、何と換装したのが全然関係の無い8本足。NJM062を購入した際に”序で”に購入したシリアルメモリでした。幾らシルバーアイ(老眼)とは言え、こんなエラーは初めてじゃないかな NJM062にちゃんと換装して消費電流を測ったら3.9mAになり、この点は想定以上の結果が出て満足、満足 電池式の回路では、たった0.4mAの削減でも結構嬉しいわけですよ

 続いてAPB-3を持ち出し、個々のBPFをきちんと調整しましたが、やはりあまりいい感じ(想像していた感じ)にならず ただ、先頭のBPFの調整がかなりブロードであることに違和感を感じ、基板の接続パターンを確認したら、先頭のBPFの接続に不具合を発見 これを直したら、シミュレーション通りの特性が得られるようになりました。

 さぁ、驚きの周波数特性は・・・



 シミュレーション結果がほぼそのままに再現できています。それも、3つのBPFの中心周波数でそれぞれ一番出力が大きくなるように調整しただけですから、本当におっ魂消ましたよ。先にCW用のクリスタルフィルタの試作を行い、その時もLTspiceの実力に脱帽でしたが、今回も脱帽しきり・・・本当に凄いなぁ

 さて、WPXコンテストの2日目はこのフィルタを使って参戦。

 まず、入力のボリューム(済みません、上の回路図には無いです)で入力をかなり大きくして「五月蠅いと感じる音量」にしてみましたが、音の歪み等は皆無。フィルタ独特の変な音の劣化も無し。

 ノイズのある状態では流石にノイズが変調された音がバックグランドで聞こえるものの、主戦力機のTS-590の250Hz程度の絞り込みより了解度はよくなりました。ただ、TS-590のフィルタのBWを500Hz以下にしないと、TS-590のルーフィングフィルタが広くなってしまい(6KHz)、この範囲の強い局でAGCが動くために上手くありません。

 一方、DXコンテストでEUをS&Pする際の「TS-590のATTをオン」にしての運用(これは、過去のコンテスト参戦記のあちこちに書いてあります)ではノイズフロアが下がるため、このフィルタの本領発揮。上記のAGCの邪魔も殆どされなくなり、目的信号だけを聴いているような感じになりました。これが、このフィルタ製作の最大の収穫

 また、隣接局をどの程度フィルタリングしてくれるかは、500Hzのクリスタルフィルタよりいい感じ・・・かなり実用的なものができたんじゃないかなと自負しています。

 闇雲に高QのBPFをこしらえてピーキーなCWトーンを聴くより、ちょっとしたシミュレーションで大凡の特性を知ってから製作する・・・今のご時世の製作モノはこれが王道かも知れません。勿論、行き当たりばったりの「調整ありきのアナログ回路」も相変わらず興味が湧きますがね

 最後に、実験風景をスナップショット



 小型ケースに入れれば完成・・・ケース加工の模様はまたの機会として、CW用オーディオフィルタの製作はここまでとしておきます。

WW WPX CW 2019 参戦雑記

2019-05-27      
  WW WPX CW に参戦しました。例によってSSN最低期の出場では、昨年のALL JAでデビューした”釣竿2本使い"の逆Lアンテナで「40mを主戦場」にするしかなく、夜間はコンテスト参戦、昼間は別のことをやって過ごすというのがこの2日間の運用スタイルになりましたが、コンテストの方はあまり奮いませんでした。とりわけ、夜半過ぎからのEU方面には全く届かず、結果的に米国オンパレードになりました。

 というわけで、今回はハイライト部分を簡単にまとめることにします。

 ◆正真正銘の東海岸Get

 初日は丁度夕飯の時間とかち合ってしまったため、参戦は11:00UTC(20:00JST)からになってしまいました。無論、中米&米国狙いの時間。どういうわけか米国南部の”5”が沢山聞こえており、自分にとっては「ちょっと変わったCONDXだなぁ」と思っていたら、Meryland州のコンテスト・ステーションとQSO・・・何やら簡単に東海岸まで足が伸びてしまいました。
 その後もTexus州を中心に「西海岸よりやや奥」と何局かQSOでき、密かにユルユルと狙っているWAS(まぁ、夢のような目標ですね・・・)が少し進捗しました。

 ◆80mで初DX

 40mで参加することは決めてあったんですが、ちょっとお巫山戯で80mを覗いてみると、ロシアのこっち側の局が強力に入感。呼ぶと直ぐに応答あり難なくナンバー交換できました。後で調べたら、我が家から1100Km程・・・ウラジオストックにほど近いところの局でした。沖縄や北海道と同じような距離ですから、QSO成立に驚くことも無いでしょうが、それでも80mの初DXに変わりはありません
 本当は、米国とのQSOにもチャレンジしたかったんですが、どういう訳か(というか、時間が悪かったのか)1局も聞こえておらず、米国との80mでのQSOは秋のWW DX CWまで持ち越しになりました

 ◆2日目のリベンジで”Cayman Islands”

 初日に見つけてコールサインは取って貰ったのにナンバー交換不成立だったZF1Aを、2日目のリベンジでGet できました。これでDXCCまであと2つになりました

 ◆例によってCQを出してみたら・・・

 リバースビーコン狙いでCQを出してみたら、国内局と西海岸から呼ばれました。コンテストナンバーのコピーにヒヤヒヤしましたが、何とかQSO成立。いやぁ、相変わらず5W出力のCQに米国から応答があるというのが信じられません
 そうだ、最早定番になっているRBNも一緒に掲載しておきましょうかね。



 2エリアとどっこいどっこいの強さで西海岸まで届いていたということのようです。

 ◆CWのオーディオフィルタのお試し

 これまで、パッシブなナンチャッテフィルタを使っていましたが、オペアンプで簡単なバンドパスフィルタを作りました。この使用感などについては、次の記事にまとめたいと思います。

 もう少しCONDXが良かったら・・・とは思うものの、それでもそこそこのトピックスはありました。来年もまた参戦したいと思います。

今更ながら、CW用オーディオフィルタ製作(その模擬)

2019-05-18      
 実はこのところ仕事で移動が多かったため、秋葉原に寄ってはBPFの部品を購入して揃っちゃってたりします。勿論、シミュレーションは完了・・・上手く動きそうな手応えもあり、それほど複雑な回路でもありませんから、この週末にバラックで組み立ててしまいたいんですが、流石に難しいかなぁ

 前回記事では、実現機能の確認とシミュレーション前のヘッポコ実験についてまとめました。今回はシミュレーションの様子などを記したいと思います。まずは先に、シミュレーションが済んだ回路を発表してしまいましょう。



 回路の骨組みたるオペアンプは電池駆動を前提にすべく、某秋月で売っている消費電流が小さいものの中からNJM3404を選び、一昨日購入しました。後からこの後継のNJM13404も売っていることに気づき、しかも10円安い・・・ちょっぴり損しちゃいました NJM3404のspiceモデルは新日本無線のサイトからダウンロードできますよ。

 各オペアンプは、回路図中のU1がバッファでありチョイ足し程度に増幅、U2からU4がBPFです。回路図の左側は仮想グランドを構成する部分ですが、実際にはここにもオペアンプでスプリッタを構成します。つまり、"8本足"が全部で3つという構成です。

 BPFは教科書通りの設計ですが、コンデンサの値については0.033μFで統一しました。これは、多めに購入して実際の容量を測定して選別できるようにするためです。
 一方、BPFを構成する抵抗(各3本)は1%誤差の金属皮膜抵抗を使うことを前提に、E24系で片付けられるようにしました。また、BPF個々に周波数の微調整ができるよう3つの半固定抵抗(VRx)を入れてあります。これは500Ωのボリュームを想定し、ほぼ真ん中辺りで調整できるように考えてあります。

 入力端にある"Vol"と表示している抵抗は、実際に組み立てる際に10KΩのボリュームを置くため、ボリュームを全開にしたイメージで入れてあります。

 入力側のC1、ヘッドホンが接続されるOUT側のC8は、フィルタの特性に影響が出ない値を探り、さらに少し余裕を持たせています。最終端の抵抗は、"仮想ヘッドホン"です。

 シミュレーション前の設計値については、ひとまず以下のようにしました。
 ・BPF-1(U2):cf=800Hz,Q=5 Ga:20dB
 ・BPF-2(U3):cf=650Hz,Q=7
 ・BPF-3(U4):cf=950Hz,Q=7

 センター周波数である800Hzに対してBPF-1がある程度の帯域を制限し、両サイドにもう少しQの高いBPF-2,3を配して追い込んでいくイメージです。また、BPF-1については10倍程度のゲインを与え、例の「幽霊っぽいフォルム」(頭が丸く飛び出すような感じ)を作り出そうとしています。

 では、まずは上の設計条件のままでシミュレーションした結果を以下に。果たして幽霊っぽくなっているでしょうか



 なるほど、当たらずとも遠からず・・・ですが、何やら3つのコブがありますね。ただ、トリミングの方向性は見えています。即ち、BPF-2,3をセンター周波数に近付けていきながら、BPF-1を微調整すれば良さそうです。

 シミュレーションは何度でも無料です()から、ちょいと値を弄ってはシミュレーション・・・を繰り返すだけですが、どこを弄るとどんな変化が現れるのかを観察しながら追い込んでいき、結果的にシミュレーション回路図の値で以下のようになりました。

 ・BPF-1:f=801.3Hz,Q=5.15 Ga:19.46dB
 ・BPF-2:f=685.4Hz,Q=6.47
 ・BPF-3:f=941.2Hz,Q=6.64

 それでは、お待ちかねの"幽霊"をご覧に入れましょう。



 如何ですか まずまず立派な幽霊フォルムです -3dB帯域は225Hz、前回記事で閾値とした-30dB帯域は732Hzになりましたが、これらは周波数の微調整でもう少し狭くも広くもできます。

 さぁ、これでシミュレーションはお終い・・・にしてもいいんですが、2つのテーマでもう少しシミュレーションを続けましょう。

(1)部品の誤差の影響

 BPFの成否は、構成部品の精度に掛かっています。今回、抵抗は±1%、コンデンサは±5%の誤差のものを使いますから、残念ながらシミュレーション通りの値にはなりません。そこで、個々の部品の値を精度の範囲一杯に振って様子見。抵抗は±1%の誤差ですから、流石にシミュレーション上も大きな変化は現れませんでしたが、±5%のコンデンサでは結構変化がありました。

 例として、BPF-2のコンデンサの片方(C4)を+5%の容量(0.033uF⇒0.03465uF)にしてシミュレートしてみました。



 向かって左の頭を殴られたようになってしまったんで、これを元のように戻すために他の部品の値を弄ってみたところ、BPFの中心周波数を可変するための半固定抵抗で調整可能なことが確認できホッとしましたが、それよりも、もう一つのコンデンサ容量を逆にマイナス方向に引っ張ると元の形に近付いていくことが解りました。



 こんな感じでかなり綺麗に元に戻る・・・ということは、2つのコンデンサを"ペア"として考えて選別すると、設計に近い特性で実現できるということになりますね。

(2)普通のBPFとの比較

 CWのBPFというと、単純にQが高めのBPFをセンター周波数を同じにして数段重ねて作るのが常套手段ですが、今回製作するものと何がどのくらい違うのか調べてみました。
 お相手は、このシミュレーション回路のBPFを全て"Q=7"(ゲインはない)にした場合のものです。同じセンター周波数の"Q=7"を3段重ねると、凡そ"Q=13"程度のBPFになると思います。



 流石にQの高さがモノを言いますね。お相手の方は-3dB帯域が59Hz、-30dB帯域が235Hzとなりました。オーディオ部だけでCWフィルタを作る場合は、この程度の切れ味があっても良さそうですが、問題は「過渡的な特性」・・・リンギングと残響が聴き易さに直結しますから、この点を比較して見てみましょう。



 今回製作しようとしているBPFの方は、帯域が広いことと"ガウシャンもどき"の効果で、トーン受信の頭から6msくらいで立ち上がっています。その後、若干のうねりが見られますが、15ms以内には落ち着いています。また、トーン受信が終わったお尻の方をみても概ね10ms程度の残響・・・それもかなりレベルが低いものになっています。
 一方、お相手の方は、頭の方が切れよく上がってこない・・・フワーっと大きくなっていく感じ、お尻の方もかなり長い残響を残していることが判ります。

 CWの通常のQSO速度をひとまず"25wpm"とすると、例の"PARIS"で短点1つの長さが48ms程になります。もし残響がこの時間以上続くと、次の符号の始まりと重なってしまいます。勿論、残響はかなり小さなレベルになっていますから、信号が引っ付いてしまうようにはなりませんが、頭の方の切れの悪い立ち上がりと相まって、かなり聴き辛くなります。さらに混信してくる局があれば、もっと複雑なシチュエーションになるでしょう。

 ただ、このお相手程度のQであればまだギリギリセーフのような気もしますが、今回の製作コンセプトはあくまで「リグの方に切れるIFフィルタがある」という前提で、状況によってオーディオ段で処理した方が聴き易い場合があるかも・・・といったものですから、逆に今回製作しようとしているBPFのこの応答特性には満足できそうです

 さぁ、後は作るだけとなりました。明日の日曜日を有効に使ってバラックまで持って行けたら褒めて下さいね(誰にだ、こら)。

今更ながら、CW用オーディオフィルタ製作(その序)

2019-05-17      
 先日の ALL JAの最中に「もう少し目的局のトーンが聞き易くならないかなぁ」と思い、やはりオーディオ部分での処理をもう少ししっかりした方がよいのではないかという疑念が浮かんできました。
 メジャーコンテストのローバンドのような超過密な状況では、リグのIF帯域を絞って凌ぐことになるため、果たしてオーディオ部で何を補ってもそれほど了解度が改善するとは思えない部分はあるものの、実際には、目的の局と混信してくる局との周波数の差や信号強度の差によっては、そこそこ良質なオーディオフィルタが活躍する場面もあるのではないかと考えたわけです。

 これまでのコンテスト参加では、昔作ったパッシブフィルタ・・・通称「謎の小箱」を使っています。これでも極端な高音・低音を抑えるため、いわゆる"ノイズ"はかなり低減し、何もないよりは圧倒的に聞き易くなるんですが、もう少し素性の知れたフィルタが欲しくなりました。

 CWフィルタとしては、目的の信号だけを取り出すQの高いバンドパスフィルタをこしらえれば済みそうですが、狭帯域にするほど顕在化する”リンギング”や”残響”を如何に抑えるかという相反する課題が出てくることは、CWをお楽しみの局長さんはご存知でしょう。我が愛機TS-590でも、流石に250Hzを割り込む帯域幅にすると聴き辛い音になり、かつノイズが変調されたヒュー(或いはポー)という音を聴かされることになります。

 リンギングや残響が少ないフィルタにはガウシャン特性に近いものが良さそうだということをJA9TTT/加藤OMのブログで学び、そのリンギングの測定方法も先のクリスタルフィルタ実験で心得ましたから、廉価な汎用オペアンプ利用の範疇でBPFを作ってみることにしました。

 まずは必要なスペックを簡単にまとめましょう。

 ① 機能は欲張らず単なるBPF機能のみとし、出力にはヘッドホンを使用する。
 ② 電池で動作するようにして、電源ノイズや回り込みを極力回避する。
 ③ 帯域幅はひとまず-3dB帯域を200Hz程度とし、スカート特性はシミュレータで実験的に決める。

 ①は単純明快・・・と思うでしょ いやぁ、そうでもないんです。作成するフィルタでガウシャンっぽい特性を得るには、中心周波数付近に特性が異なる複数のBPFを配置する必要があります。本当にガウシャン特性に近づけるためには4つのBPFが要りそうですが、ここでは大いにシミュレータを頼りにして3つのBPFで"ガウシャンもどき"を丁稚上げることにします。
 3段BPFでは、安価で入手が楽な2回路入りのオペアンプを2つ使うと1回路分余りますから、これは入力初段に置いてバッファとし、BPF特性が入力に引っ張られないようにします。

 ②も曲者・・・電池駆動はやはり大変なんですが、実は006Pの形をした公称電圧8.4Vの充電電池を使うことを先に決めてしまいまして・・・。何故かって 持っているのにあまり使えてないからです
 でもこうなると、かなり低い電圧から動くオペアンプを選ぶ必要があります。さらにこの四角い充電電池の容量は"200mAH"・・・コンテスト参加時間を24Hとすると(いやぁ、こんなにぶっ通しで出場できる歳じゃないんですが)、消費電流を8mA程度に抑える必要が出てきます。

 ③は記した通り、-3dB帯域を200Hz程度というひとまずの想定値を置いて、あとはシミュレータに委ねる作戦です。

 さて、ここまでの中で設計にかかわる幾つか未だ知らないことが見つかりました。それらを調べた結果をまとめて、このBPF製作の序章としましょうかね

(1)ヘッドホンを鳴らすための電力

 耳元で鳴るヘッドホンはかなり小さな電力で十分な音量を得ることができることは理解していますが、一体どのくらいの電力で十分な音がするのかよく解っていません。そこで、以下のようなヘッポコ実験に着手!

 ① 実際にコンテストで使用しているヘッドホン(Koss SportaPro)のインピーダンスを測る。
   ⇒テスターでの実測で、左右共"58.2Ω"であった。(公称インピーダンスは60Ω)
   ⇒モノラルで聴くように左右を並列接続するため、インピーダンスはこの半分の"29.1Ω"。

 ② PCのオーディオSGで800Hzのシングルトーンを出力し、これをヘッドホンで聴く。

 ③ 10秒も聴いているとヘッドホンを外したくなるような大きな音に調整する。
   ⇒PCのオーディオボリュームで調整する。
   ⇒通常はこんな大きな音で連続して聴かない音量を「必要十分な音量」とする。

 ③ ②の状態でオシロをつないで電圧を測定する。
   ⇒実測結果、Vp-pで1.7Vであった。

 ④ 測定結果より、電力を計算する。
 ということで、早速計算してみましょう!
 ・1.7V/2 × 1/√2 ≒ 1.20Vrms
 ・1.20Vrms^2 / 29.1Ω ≒ 49mW

 ただ、普通に聞いているレベルでは概ね30~40mVp-pであり、上記はあくまで最大値です、念のため。仮に40mVを平均として同様に計算すると”0.014mW”(14μW)・・・かなり小さいですね

(2)どのくらいの信号強度差で無視できるか

 今、フィルタの中心周波数に目的局の信号を捉えているとします。殆どの場合、混信局は中心周波数より上か下かにずれており、これがフィルタの減衰域の減衰量に伴って邪魔になるかならないかが決まります。無論、混信局の方が圧倒的に強い場合もありますがここでは少し話を単純化するために、目的局と混信局の信号強度が同じとしてどのくらいの信号強度差があれば気にならないか、自分の耳で探ってみました。これまた、ヘッポコ実験の極み!

 ① PCのオーディオSGで800Hzのシングルトーンを出力。

 ② ヘッドホンで聴き易い音量に調整。

 ② 適当に離調したトーンを同レベルで出力する。

 ③ このトーンのレベルを徐々に絞っていき気にならなくなったら、その時のレベル差を記す。

 (1)の実験を含め、PCのオーディオSGには"efu"さんのWG150を使用しています。このSGでは、複数のオーディオ信号を同時出力できるため、今回の実験には打って付けです。

 この実験は凡そフィーリングの世界ではあるものの、どうやらどよよん無線技士さんは、大体20dBダウンになるとあまり気にならなくなるようですから、マージンを取って"30dBダウン"を基準値に・・・この値は、フィルタのスカート特性をシミュレートする際の評価値として用います。

 以上、"序"はここまで・・・お後が宜しいようで

超久し振りのEスポQSO

2019-05-05      
 長かった10連休も残るはあと一日になりました。流石にちょっと”休み疲れ”の様相で、そろそろ仕事して~的な柄にも無い妙な感覚を味わっています。

 昨日辺りから”Eスポ”が活発になってきました。イオノグラムが6mまで上がってきそうになったら、時折リグに火を入れてワッチしていました。昨日は、放ったらかしのベランダモビホのSWRを測ったら結構高めだったんで、ひとまずリグ内蔵のチューナーでSWRを落とし、久し振りに茨城の移動局を呼んで無事QSO成立。電波が出ていることは判ったんで、今日は午前中早めの時間からワッチしていたら、午後になって沖縄中心のオープン・・・夕刻に1QSOとなりました。チューナーでマッチングした耳も悪い当局からのRSTは559、頂いたRSTは519。QRP運用でよくある信号強度差ですが、ひとまず更新成立です

 EスポでのQSOは、コンテストを除くと何と2013年の6月以来。如何に普段、普通のQSOをしていないかがバレちゃいますが、やはり6mの国内DXも乙なものであることを再認識しました

 さて、QSOした時間付近のイオノグラムを取ってみたんでお見せしましょう。



 山川(鹿児島県指宿市)のイオノグラムは、明らかに強力なEスポの出現を表しています。最高臨界周波数は17MHzくらいでしょうか。これが国分寺に現れると全国的なオープンになるわけですが、今日のような状態でも6エレクラス以上のビームアンテナなら、スキャッター(本州からならバックスキャッター)で結構遊べたかも知れません。

 ちょっと余談になりますが、最近のF層は本当に元気がありません。国分寺のデータにF層が見て取れます(高度300Km位の所にある赤い奴)が、臨界周波数は5MHzくらい・・・これでは40m(7MHz帯)がギリギリの感じです。20m以上の国内QSOは、余程のハイパワーと立地条件の良い高利得アンテナ、或いはFT8のようなデジタル通信でないと難しいでしょう。
 まぁ、今日の場合はEスポに助けられて更新した局も沢山いらっしゃったと思います。10mのFMにもオンエアされている局がちらほら聞こえていました。

 このイオノグラムは15分刻みで更新されます。ワッチしながらこのデータを見ていると、Eスポの出現予測や開ける方向・・・大雑把に南か北かが判ります。ちなみに、稚内や沖縄に強いEスポが現れても、本州の各局がその恩恵に預かれるかどうかは判りません。やはり国分寺のEスポ出現が、FB CONDXにつながると言えると思います。

 明日はGW最終日。特に予定も無いんで、またしてもワッチに精を出してノンビリ過ごそうかと思います。そうそう、さっきベランダモビホに簡易的にパッチンコアバラン(単にアンテナの直近の同軸ケーブルにパッチンコア)を入れ、グランド線を少し調整したら、SWRがベタ落ちになりましたとさ

ALL JA 2019 参戦記

2019-04-30      
 副題:昨年と代わり映えしない設備では、目標達成が課題 !?

 今年のALL JAは長いGWの初っ端になりました。毎年性懲りも無く参戦し続けていますが、SSNの低下で40m辺りも夜間は殆ど無理(というか、陽が昇ってもF層が壊滅的になっているイオノグラムをよく見かけます)ということもあり、参加数週前から80mのCW@QRPと決め、直前記事に記した通りの軽い準備だけで当日を迎えました。

 初日の朝方はまだ雨がポツポツ降ったりして気を揉みましたが、午後からは曇天ではあるもののひとまず雨降りの気配は無く、さっさとアンテナ上げの準備に着手。かなり寒い中での作業となりましたが、ものの30分で完了。そして、夕飯後に仮眠を1H程・・・図ったようにコンテスト開始時間を迎えました。

 今年の目標は昨年の結果を踏まえ、150QSO×40マルチを超えたら及第点とし、昨年の結果である154QSO×43マルチを超えたら祝杯を挙げることにしました・・・って、まぁ何れにしても飲むんですけどね

 21時開始からの80m参戦は実は初めてで、まぁ初っ端のカオスに5Wでついて行けるか心配でしたが、強い局を順に読んでいく形で・・・と思ったら、CTESTWINの設定があれこれ不足していて、何と開始15分から30分までの15分間はこの設定し直しに時間を取られてしましました。それでも最初の1Hで19QSOとなり、出鼻を挫かれた昨年よりスタートダッシュが利きました。

 ところが今度はマウスがカク付いて上手く操作できなくなり、電池を抜き差ししたり、PCを立ち上げ直したりしましたが改善せず・・・この状態がずっと続いてかなり難儀しました。マウスを激しく動かすと暫くはまともに動くんですが、直にまたカク付く有様。タスクマネージャを立ち上げて余計なプロセスを消したりしましたが、余り改善しませんでした。
 コンテスト当日は小さなサブ・ディスプレイを使うんで、こいつをつなぐと発症するのかも知れないと考えましたが、最早あれこれ弄るのは時間の無駄・・・とばかりに、カク付いたらマウスを左右に動かすといったオペレーションになってしまいました

 こんなアクシデントを抱えながらも02時過ぎまではかなり集中してS&Pし、02:32に100QSOを突破&マルチも39と、まずまずのペース。しかし、流石に3時台に入ると一気にDupeが増えたため、後2時間くらいの頑張りのための軽い夜食を食べていざ納竿時間(05時過ぎ)まで頑張らんと張り切ったんですが、4時を過ぎたら俄に風が強くなってきたため安全第一で04:33のQSOを最後に納竿としました。

 さて、この時点で昨年の同じ時間・・・納竿までの集計結果としてよりQSO数が15ほど足りず、マルチも1つ足りません。果たして、2日目夕刻の出竿時間からコンテスト終了までの2時間余りで取り返すのは難しいんじゃ無いかなぁと思いつつ、眠りにつきました。

 2日目は15時過ぎに軒下DPをLWに見立ててカップラで整合を取ってワッチ。すると、数局のロングCQが聞こえます。呼んでみたものの無視されるばかりなんで暫く放っておき、17時過ぎに再度トライすると2QSO増量することに成功 夕飯を食べて19時に出竿しました。

 取れていないマルチの中に例年は自然に埋まっている石川、京都があり、これを探しながらのS&P・・・それでも、そう簡単にはいきません。そこで、20時を回ったところでRunに切り替えたところそこそこ呼ばれ、20時台の20QSO中14QSOはRunによるものとなりました。5Wでも結構呼ばれちゃったわけですね

 最終的に昨年には及ばなかったものの、153QSO×40マルチで幕となりました。及第点は何とか貰えたかな

 さぁ、今年のスナップは・・・残念ながらもうネタ切れなんですが、ちょっと驚くべきことがあったんでこれを記しておきましょう。

 このところ、コンテストで毎度CQを出し、後からRBNを覗くのがパターン化しています。昨年も同じように参戦記事に上げてありますが、今年はこんなスポットログに・・・。



 何とWとBUにスポットされています 特にWのスポットのSN比が20dBとなっており、これなら短縮LWに5WでもQSOできそう。実は今回、20mちょいのビニール線をグランドとして適当にベランダに展開したんですが、これが打上角を下げた可能性が無きにしも非ず・・・いやいやきっと、当日のCONDX次第なんでしょうが、次のWW WPXでは是非80mも覗いてみようかと思いました。

 今年も総じて楽しめたコンテスト・・・QSO頂いた各局、ありがとうございました。

ALL JAのプチ準備

2019-04-21      
  昨日は夕餉の買い物の際、近くのマンションの植え込みにツツジを幾輪か見つけましたが、久々にカレー作りをしたら我が納戸の温度も27℃超に急上昇・・・季節は明らかに春になりましたね。

 詰まるところこの週末は、工作机兼運用机を少し片付けたり、古いブログ記事の間違い回路図を直したりして過ごしました。そう、4月初頭からの忙しさ大爆発を過ごし、遅まきながら"工作系”に少し気が行くようになりました 4月終盤を迎えて、今年のコンテストシーズンがスタート。JIDXはお暇しましたがALL JAには出場したいと思い、80m用のカウンターポイズの刷新に加えて、カップラの袂に入れているフロートバランの巻き直しをしました。



 数年前までは、主力バンドが40m以上であったことから、FT240-43に3D2VをW1JR巻きで13回にしていましたが、ハイバンドは暫くオサラバですから、よりローバンド仕様にするため15回巻きに。これで80mで3KΩ程度のチョークコイルとして動くようになります。勿論、この改良で交信局数が大きく増えるとも思えませんが、最早我が設備ではこうした”微改良”が精一杯・・・それでもALL JAはCWの通信訓練として出場しようと思っています。

 後は天気が心配です(雨が降ると面倒なんです)が例によって微弱電波でお呼びしますので、各局、是非拾ってやって下さいね
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どよよん無線技士

Author :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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