2022年7月31日日曜日

RTL-SDR用HFコンバータ。ケーシング 3

回路図

HFコンバータ部分の回路図です。

HFコンバータ部分の回路図は最終的にこうなりました。
出力のHPF,100MHzのトラップフィルターは省いてしまいました。

トラップフィルターは試しにつけてみたのですが、どうにも共振点が100MHzからずれてしまっているようで、確認できなかったのです。

測定器を使わずに、RTL-SDRで100MHzの出力を表示させてトリマを回したのですが、ちっともディップ点が見つからず、nanoVNAで出力部の共振周波数をみてみると、なんと150MHz付近に共振している。。。DBMを外せば100MHz付近になるのですが・・・・・

ということであきらめました。(-_-;)


製作後

電源を共通化しようと、思い立ちました。HFコンバータの入力は5V程度でドングルにはPCからのUSB電源5Vが供給されています。使い勝手を考えるとそこから電源をもらえれば電源アダプタを減らせるのでいいのですが・・・・。現在はノイズを嫌ってトランス式の電源アダプタを使っています。

PCからだと余計なノイズがありそうで、気持ちが悪いのです。


電源の共通化

RTL-SDRから電源をもらうようにノイズフィルタを追加したうえでRTL-SDRのUSB電源を利用できるようにすることにします。

フェライトビーズ・0.01uF・チップインダクタ22uH・0.22uF
RTL-SDRのUSBから電源をもらうのでアイソレートというかノイズを通したくなかったので追加しました。

HF-Converterのみを使うときは今まで通りMicroUSBからの供給としました。ダイオード(D5)はMicroUSBからの電源がUSBドングルへいかないようにするためです。

ノイズが気になるときのためにピンヘッダを立てて、RTL-SDRドングルから切り離せるようにしてあります。

そうそう、インジケータのLEDも設置しました。パネルに1mmの小穴をあけただけですが、うまい具合にみえますね。


LEDは白:ドングル、緑:HFコンバータ


RTL-SDRドングルの白LEDと、HF Up Converterの入力部に設置した緑LEDとで、ドングル使用時は緑白、Up Converterのみ使用の時は緑と、微妙に色が変わります。

本当はドングルのLEDを別な色、例えばオレンジとかに付け替えればわかりやすかったのですが、面倒なのでやっていません。


内蔵USBドングルにてHF帯受信時

裏パネル、少しだけすっきりしました。電源をドングルからもらうようにしたので、ドングル使用時は5Vへの電源は要りません。


しっかし、はんぱないねこの暑さ。これからもっと暑くなる予定。

・・・・らしい。。。。



2022年7月30日土曜日

RTL-SDR用HFコンバータ。ケーシング 2

RTL-SDR用のHFコンバータを箱に入れる

ということですが・・・・
箱に入れるということは、それ以上はおいそれといじりにくくなります。
つまり完成の域に達したとの認識がないとできません。

ここ数日、DBMを作り直したり、





100MHz水晶発振器周りをシールドしたり。

出力に、

回路図は https://www.higuchi.com/item/860 からの転載

の真似をして100MHzのトラップフィルタをつけてみたり・・・・
していました。

で・・・・最終的に

出来上がったかなと思ってしまったので・・・・・

意を決してケーシングに臨みました(笑)

先の記事でケースをポチっておいて、、、届いたのですが・・・・・

これが、おもったより高さがあって・・・気に入りません(-_-;)


うまく、収める自信がありません。。。。

なので、使ったのはタカチのYM-100でした


そして、幅が10㎝あるので、

SDRドングルもなかに同居させることにしました。


こんな感じにばらさないと入らなかったんですけどね・・・・

レイアウトですが・・・コネクタ類はすべて裏側にして、フロントパネルにはせいぜいインジケータのLED、もしかしたらスイッチ!? やっぱスイッチはなしかな。。。

にするつもりです。


コンバータ基板をいれます。。なんだか写真だとあっという間ですが、基板が5×7㎝でケースサイズが10×7㎝なので・・・はい、そのままでは入らず、またノコギリで基板を4mmほど切り詰めました。

この生基板・・・厚さは1.5mmなんだけど、まじで固い。。。ガラスエポキシ!?

疲れます(笑)

しかも、ねじ止めの穴の位置が微妙に・・・・
いつものことですが、現物合わせでドリルをつかうと、必ず数ミリずれるのはなんでだろう!?

この状態で一度動作を確認して・・・・

ドングル用のUSBコネクタを取り付けます。

USBはtypeBコネクタを使いました。


ここは、めずらしく、ぴったり作れました。現物合わせなのにうまくいきました。

こんなことは、珍しいのでテンションがあがります・・・・


配線を済まして、気休めにチップの上にM2SSD放熱用のシートをかぶせておきました。


裏側はさすがにごちゃっとしてますな。

同居させただけなので、HFコンバータの出力はSMAコネクタを介してUSBドングルへ同軸で繋いであります。内部で結線しませんでした。。同じケースに入れましたが、同居しているだけです。

理由は簡単です。

こうしておけば、ドングルだけでエアバンドとかを聴きたいときは直接つなげばよいので・・・・

あとは、LEDをつけて少しはそれらしく見えるようにするつもり。。

レタリングは・・・


フロントは・・・・

マウスは大きさの比較です・・・・

うーん。なんだかあか抜けない(笑)


2022年7月25日月曜日

RTL-SDR用HFコンバータ。ケーシング 1

自作DBMを使ったHFコンバータ

結構うまくいったみたいなので、ちゃんとケースに入れることにしようと思った。

ケースに入れるとすると電源の供給をどうするか考えなくてはならない。裸基板のままで使う分にはピンヘッダからの供給で構わなかったのだけれども、ケーシングするとなるとなにかしらコネクタを使わなくてはいけない。

選択肢は

  1. DCジャック
  2. USB TypeB
  3. micro USB

といったところだけれども、基板の大きさが5x7㎝なので、5㎝側にコネクタを集めるとするとやっぱり小さなものが良くなる。

すると、選択肢は3.しかないか。。。。

ということで、無理くりつけた(笑)


なんだか、レジスト剥がしてはんだ付けとか、あんまり抵抗なくなってきたわ。。。

あとはケースをどうするかだな。。

このあたりかなぁ・・・


と思い、ぽちっとしておいた。


本当はもう少し、薄型のものがかっこよさげなのだけれど

あとはケース待ち(^ ^)


2022年7月23日土曜日

LM317Mを使った可変電圧アダプタ

LNA用の可変電圧アダプタ

トランス式の電源アダプタを使うと、出力電圧が表示と大きく異なることが多いですよね。

安定化されていないものが殆どなので仕方がないのですが・・・・

そこで、アダプタを作っておきました。これなら9Vアダプタを使ったのに出力が12V以上あって機器を壊したなんてことをなくせそうです。


後からどんな定数で作ったか忘れてしまうので、メモ



電圧範囲はこのぐらい。

ここのところ、物忘れが激しいので、自分用のメモでした('◇')ゞ

2022年7月22日金曜日

アクティブループアンテナの構想~試験製作

アクティブループアンテナの回路図

前記事のアクティブループアンテナの調子が良かったので自分でも作りたくなった。

なので・・・・


中華アクティブループアンテナの回路図をぱくって起こしてみた。アンテナケーブルに電源を載せたいのでインダクタとコンデンサを追加した。

まだ作っていないので、構想を練る。。。

そこが、楽しいところでもある。

ループ部分は直径53㎝ということは、外周で166㎝ちょっと、2mに満たない大きさ。前回はセリアで売っていたフラフープを使ったが、外に設置することを考えると、ワイヤー系のものが良いかな。

園芸で使うポール、1mのものは百均で手に入るので、それを2つ合わせればループ、いや◇を作れるかな。

◇の形なら、アンプとつなぐのにもちょうどよい感じ。

いろいろ考えていると楽しい!!

ここでちょっと問題が・・・・・・上記回路だとBiasTに680uHと表記しているが、これがなかなか曲者で・・・試しに自分でFB801-43に巻いたインダクタの特性をみることにしたが、自己共振周波数が3MHz程度となっている。ということはこれ以上の周波数では性能を見込めない(スルーしてしまう)ことになるのかな。

コンデンサは特性をよくするのによく小容量のものを並列に繋いだりしますよね。それとおんなじ理由でインダクタは直列に小インダクタンスのものを追加すると高域で改善がみこまれるのかな・・・?


電源供給のバイアスティのところを変更、定数はこれから考える(;´∀`)

HF帯で使いたいので~30MHzまでの高周波を高いインピーダンスでストップしてくれればよいので・・・・

単純に小容量のインダクタを直列に繋いで足して計測してみた・・・・が・・・・

微妙に共振点が下がっただけで、広域のインピーダンスが大きくなるわけではなさそう

んー難しい。。。。

とりあえず、既製品のBiasTeeつかうかなあ(;´∀`)

2022/7/23追加

実験的にかの大陸から手に入れた部品で回路をくみ上げてみました。

やっぱりめちゃめちゃ安いですねぇ・・・・・

部品はこのNE592N8と数個の抵抗、コンデンサですから、簡単にできてしまいます。


BiasTeeの部分は後から追加することにして

部品点数が少ないので、ささっと作ってみることにしました。


こんな感じになりました(笑)

オリジナルの定数を丸っとコピーしたので、ほぼほぼ同じ特性のようです。

VRは2kの手持ちがなかったので、1kに。0Ωの抵抗の所はなんとなく10Ωに・・・・


ところで、エレメント部分で、いい素材を見つけました。


ダイソーの園芸コーナーで見つけたもの。


これを見つける前は、◇の形にしようとしていたのです。でも、自由に曲がる、の触れ込みでしたので、これなら〇のかたちにできるかな。どんなもんかと思い購入。

実際に曲げてみると。。。んんん。

これはよいぞ。ということで、ある程度強度もあるので吊り下げても変形しないし。

園芸用だから外においても目立たないし!? (笑)www

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BiasTee追加してみました。

試したのは最初の回路図の方です。使用したのは680μHのシールドインダクタ。


これです。
自己共振周波数は
2.5MHzと低いのですが・・・・
30Mzでのインピーダンスが1.5kΩ程度確保できているようです。

低いほう、500kHzでも1.5kΩ程度はある。

ということで、使ってみました。

今のところ、感覚的には漏れている感じはない、感度低下を感じることもないようだ。

まぁこれで使ってみることにする。


2022/07/26 Update

仮想アースを記述しパスコンの接続先としました。

NE592は±両電源なので、オペアンプと被ります。抵抗で分圧し仮想アースとしています。
こういう回路をみると、どうにもパスコンをつけたくなり・・・・

パスコンとして、C3,C4;0.01uFを追加。なるべくNE592に近いとこで接続。

出力が不平衡でアース電位がプリアンプと異なりますが・・・
GNDは同軸からのマイナスつまり、給電ケーブルのマイナス側となります。

3pin-0.01uF-仮想アース-0.01uF-6pin

この方がなんかすっきりします。


2022年7月18日月曜日

RTL-SDR用HFコンバータ。DBMも自作!! No2

RTL-SDRのためのHFコンバータ

回路図、現在の状態:2022/07/18
※クリスタル発振器のインピーダンスをDBMに合わせるための変換定数は
下記のページの値を使わせてもらいました。
  • 水晶発振器:7050 4P 100M 3.3V
  • ダイオード:BAT85
  • トランス:BN73-302メガネコア、0.55mmUEWトリファイラ4回巻
  • LPF:30MHz 7素子

回路はとても単純。アンテナで受けた電波をLPFを通して30MHz以下に制限し、パッシブダブルバランスドミキサーで周波数変換を行って出力する。Loを100MHzとしたので例えば1242kHzならば101,242kHzと99,758kHzに変換される。

RTL-SDRでこの101,242kHzのほうを受信する。本来ならば出力にHPFを置くところだと思うのだけれども、99,758kHzを除外するのは困難。なので潔く!?省略した。


この回路で重要なのは水晶発振器とDBM(自作)

DBMの説明はこちら




水晶発振器とDBMのインピーダンスは、抵抗で4dbロスさせて無理やり合わせてある。
50Ωにちゃんとなっているかどうかはどうやって検証するのだろう(;´∀`)


水晶発振器の出力インピーダンスを知りたいのだが・・・・
いかんせん、中国から取り寄せたものなので素性がはっきりしない。
データシートらしきものも見つけられないでいたので、特性云々は手探り状態。


DBMはソケット形式にして、取り換えられるようにした。

最初に作ったのは、メガネコアを使ったもので、BN73-302は73という文字が入っているのでおそらく#73材を使っているものと推測して、巻き数をトリファイラ4回巻とした。
もし、#43材で作るときは8回巻のトリファイラにするのが良いようだ。

のちにFB801-43のフェライトビーズをふたつ使ったものを作ってみた。

感度はちょっと使った限りではBN73-302のメガネコアを使ったもののほうが高いようだが・・・・本当に微々たる差なのでどちらでもよいかな。。。

この辺はちゃんとSSGとオシロスコープ等を使って測定してみたいところ。自分が持っているオシロは40Mhzぐらいまでしか使えないので、役に立たない(-_-;)


FB801-43を二つ使ったパッシブDBM

BN73-302よりもコンパクトにできた。

SBDはBAT85を使った、これ、テスタで測ると順方向電圧が0.26Vと表示された。


中華の安いパーツチェッカだと0.35V、6PFと出るんだけど・・・・どっちを信じて良いのかわからない・・・・
データシートによるとMaxは0.4V、VFと電流,温度のグラフから見ると0.2xV程度と認識していた方がよさそう。

とりあえず、同じ数字を示すものを4本選別してリングダイオードとした。

ソケットに挿すとこんな感じになる。

これで、いろんなDBMを自作して試せる。。

楽しい。やっぱり作るのが好きなんだな(笑)


LPFの特性

入力に使用したLPFは以前に定数を計算してあったものを使いまわし
空芯コイルを使ったが、UEWを0.55mmのものを使ったら、0.32mmのものよりも巻き数が欲しかった。
  • 330nH:3mm,12turn
  • 530nH:5mm,12turn

やっぱり、この辺は実際に巻いてみてnanoVNAで計測しながら調整するのが良いみたいだ。

LPF まぁまぁ、ちゃんと設計通りになっているようだ。

スペースが無駄にあるので、7素子にしたが、ダイレクトサンプリングのLPFと違って、5素子以下でも問題はなさそうな気がする。

アマチュア無線の7MHz受信の様子

アンテナにアクティブループアンテナを使って、RTL-SDRのゲインを絞って受信


アマバンドってこんなににぎやかだったんだ(笑)

パッシブDBMなので、挙動が素直!?というか扱いやすい。
ゲインが少し足りない気がしたので試しにアクティブループアンテナに繋いでみた。

RTL-SDRのLNAのゲインを絞ってやれば、ノイズフロアを上げずに信号だけを増幅して、十分な感度が得られた。

BFO回路の実験

BFO回路の実験 アマチュア無線バントで使うのに必要なもの 特にCWしか出ない自分にとってはBFOは欠かせないものです。 さて、先に使ったこのBFO回路で発振させると周波数は456kHz程度となりました。 AMラジオとして作ったときの中間周波数は455kHzで動かしているので、約...