Arduinoを使ったAD9850VFO その２

ブレッドボードに組んで、動作を確認したAD9850のarduinoVFO

ユニバーサル基板に移植しようと思っていました。

そんなときにふと思い出しました。arduinoのシールド用のボードを入手していたことを・・・・

これです。

https://ja.aliexpress.com/item/32854113105.html

これを使えば、さくっとできそうです。

ということで、つくってみました。

回路が簡単なので、やっつけ仕事です。適当にシールドユニバーサル基板に部品を載せて結線していきました・・・が、やっぱりPaSs等で作図してからが正解のようです。

あちこち間違いましたから・・・・・

出来上がったものを恐る恐る電源を入れます。

いや、ちゃんと確認しましたよ何度も・・・・一発で動きましたから(笑)

でも、最初は液晶に何も映らないんですよね。20kの半固定を調整すると周波数がみえてきました。ちょっと焦りました。。。。

出力レベルは

-20dbのアッテネッタを通して-23dbmなのでレベルは-3dbmなので

0.5mW程度ということですね。

オリジナルの回路から、A5に入力する部分に付加回路をつけました。

受信時に700Hz分だけ周波数を下げる仕様です。(スケッチの中間周波数の所を700とした)

回路図をBSchで清書！？してみました。arduinoがnanoになっていますが、実際に使ったのはUnoです。

スケッチはオリジナルページからのものをそのまま使います。

Code

受信用２分配器の作成

50Ω入力1系統：50Ω出力２系統のアンテナ分配器

参考というか、丸パクリしたのはここのサイト

https://www.ddd-daishin.co.jp/ddd/72-2bunnpai/index.htm

上記サイトからの転載

原著では、FB801-43を使うことになっているが、手持ちでメガネコアのトロイダルがあるので、それを使うことにした。

BN73-302メガネコア、0.29mmUEW使用

 と、いきなり完成品となりました。まぁいつものことです。

特性はnanoVNAにて計測しました。

普段使うHF帯では全然問題ありません。さすがに、分配損失は3dBありますが、それは一つの信号を２つに分けているのですから避けては通れません。当たり前ですね。

挿入損失は0.2-3dbと優秀です。

こうやって、無線関連のものを自分で作ってそろえていくのも楽しいですね。

この分配器を使って、過去に工作したSDR受信機の感度を市販品と比べてみるのも乙なものかもしれませんね。

楽しみが尽きません。。。（笑）

CW用バッファアンプからの電力アンプ。ABT１W出力/QRP

まずは回路図から

INPUT :-6dbm, OUTPUT :30dbm

電源電圧９Vで約１W出力である。

もう少し出力を下げれば500mW運用のQRPpということでちょっと魅力的！？な香りがしますが、まぁ実験ということなので、出力と安定度のバランスの取れた構成としてみました。

ちなみに、終段のトランジスタはオーディオ用に買っておいたもの

TTC015Bという品種です。これ、fTがなんと150Mhzなんですよ。なので使えるんじゃないかと踏んでいましたが、案の定いい感じに働いてくれています。安いですしね。

2SC2655(Pc900mW,IC2A)でも試してみました。こちらもオーディオ用に買ってあったもので安価でいい感じだったのですが、TO-92という普通のトランジスタの形状のため、放熱が難しくこちらはQRPpまでなら使えます。

ということでTTC015Bを使いました。このトランジスタ、板状の形状で（TO-126N）Pcは放熱板をつけないと1.5Wまでです。そうすると、放熱板をつけない状態で運用できるのは、せいぜい500mW程度の出力までですかね。かなりあちちになります。

ブレッドボードで、終段のトランジスタには小型放熱板をつけて実験しています。それでも出力が１Wを越えたあたりから、熱だれ現象のような感じになりました。最初はそれなりに出力があがるのですが、その後だんだん少なくなるという・・・・・

9V電源(途中にダイオードが入っているので実質8.3V程度)で出力1051mW時消費電流は約540mA。

コレクタ損失は

P＝1.051(W)-0.6(効率)*1.051(W)/0.6(効率)=0.70W

出力抵抗は

Po=(E-VCEsat)2/2*Zl

Zl=(E-VCEsat)^2/2*Po=(8.3-0.3)^2/2*1.051=30.4ohm

50Ωと比べると、ちょっとだけ低いけど、うーん。どうしたものか

CW用のブレークイン回路

ブレークイン回路

この回路、QRPハンドブックに載っていたものを書き直したもの

KEYの部分にはk3ng keyerを繋ぐ想定です。

また、送信機の励起段エミッタ(KEY)にも並列でつなぎます。

当初、送信機のKEY部分にトランジスタのベースが直接つながるのはいかがなものかと思い、次のような回路で実験していました。

※リレーに９V用の 941H-2C9Dを使った場合、 リレー入力6.7V(7.7V:arduino電源入力)が正常動作の最低ラインでした

この方式は励起段のB+をトランジスタでスイッチする方法です。

これは、これでうまくいきました。。。

ですが、先の回路でも問題なく動きました。直接つなぐことに躊躇していましたが・・・

うまくいくのはKEY部分でGndへ接地する回路だからでしょうかねぇ・・・・

※2023/6/25

励起回路のエミッタKey部分に直接Keyerをつないでいましたが、Keyerの電源をブレークイン回路から引っ張ったら(GND共通、カプラで絶縁の意味がなくなる)TLP621が壊れてしまいました。原因がわからなかったのですが、一応ダイオードを挿入して逆電圧がかからないようにしてみました。

TLP621の最大許容電流は50mA,励起段のエミッタ電流は10mA。

推奨電流は1mAで最大が10mAだそうで、それを考えると電流を流しすぎかも・・・・

もしかすると、トランジスタを一つ追加した励起段のB+をスイッチする方法のほうが安全かもしれません。

Arduino,AD9850を使ったVFO

AD9850VFO

このページの内容を真似して構成してみた。

Arduino + AD9850 30MHZ DDS Signal Generator in 12$ : 4 Steps - Instructables

回路図

上記ページからの転載

スケッチで変更したのは

と、ここ

A5のボタンステートがLOWの時送信時とし表示周波数のまま

HIGHの時は700Hz下にオフセットとし受信時のBFOとして動作させる

Arduinoはnanoを使った。ブレッドボードでの実験風景。

当初は、A0の電圧を変化させて周波数を変更するというアプローチをしていた。

参考にしたサイトはこちら

Arduino AD9850 DDS (fc2.com)

この方式は、自分のところの環境では、終段で１Wほどダミーロードに食わせると、どうも電圧の変動が基準電圧を揺らすようで、周波数が安定しなかったです。

上記サイトのように、AD9850のみであれば通常の可変抵抗で周波数を変更できたので、アナログ感満載で感触は良かったです。

7MHz CW で使うLowPassフィルターを作ってみた Part2

前回の3段フィルターでは2倍高調波のところの減衰が46db程度

もう少し減衰させられないかと思って、やってみました。

まずは、シミュレート。。。120pF程度を2段目のLに並列にして14MHzで共振させると70db以上の減衰比が得られるようだ。

手持ちでコンデンサを探してみたところ。20pFがない。100pF+15pFとした。122pFだとすこし低すぎたので・・・・

おお、なかなかいいんでないかい。7MHz付近で損失0.34db。2倍高調波で80db近くまで減衰させられているようだ。

ビフォー

アフター

めずらしく、意図通りの結果・・・・('◇')ゞ

LM317簡易安定化電源 Part3 トランス式にする

表題の通りです。

過去に作った

LM317簡易安定化電源 Part2

ですが、40mbのCW用送信機の実験に使っていたところ、スペアナで見るとどうも波形がきれいではありません。もしかしたらハムノイズのようなものが載っているのかもと思いそういえばスイッチング電源だからかもしれないな。

ということで手持ちのトランスで、既存のケースに収まるものを物色

12V0.8Aのものしかはいりません。

結果、

無負荷だと、16V

0.56A負荷　10.7V

程度しか出力できないようです。

まぁ、これで一応ノイズなしの実験ができるので良しとしますか。

ほんとうは、12Vまでは上がってほしかったけど、そりゃ無理させすぎということ・・・・

7MHz CW で使うLowPassフィルターを作ってみた

 QRPなCW送信機の実験をしています。

最終段に挿入するLowPassFilterを構成してみました。

作り方は、今回はランド方法をとってみることにします。生基盤を5mm角に切断しそれをランドにして部品の足を半田していく方法なのです。

ここで、躓きます。自分が持っている生基盤は厚さが厚くPカッタで傷をつけたくらいでは容易に切断できません。ということでAmazonを物色

Amazon | Aoje-Link片面銅張PCBラミネート回路基板、FR-4グラスファイバー、 70 x 50 x 1mm, 5個 | 産業・研究開発用品 | 産業・研究開発用品 通販

これを買ってみました。さすがに1mmだと扱いやすい。。。

実際の回路は、これです。

コイルはT37-6を使って作成。0.35mmのエナメル線19回巻きとなりました。

トロイダルコア (fc2.com)

今回はQRP専用なので、コネクタはnanoVNA,TinySAにつなげやすいようにSMAとしました。

ブレッドボードで実験中のCW送信機につなげてみます。

すると、1Wあった出力が0.7W程度に下がってしまいました。

挿入損失があるようです。

でも、まぁそんなものなのかなぁと思って、いましたが・・・・

特性を計測してみると・・・・・

挿入損失が-1.4db以上・・・ということは、電力比だと3割程度の損失・・・・

あちゃーなんかよくないわこれ・・・・

あちこちネットをさまよっていると。コンデンサによっても損失が変わる。ことがわかってきた。今回使った円盤型コンデンサはESRが大きく、今回のようなインピーダンスが50Ωなど低いところで使うのはよくないようだ。

手持ちのコンデンサで、もう少しまともなのがないかな。と探していたら。

オーディオ用に買っていたフィルムコンデンサがでてきた。

470pF,1000pFで組みなおしてみることにする。

まずはシミュレート

カットオフは9MHz付近。あばれもなさそう

大丈夫そうだ。

ということで、コンデンサ交換。

早速特性を計測

７MHｚの挿入損失が0.1db程度となった。

いやぁびっくりしました。コンデンサの違いでこんなに違うなんて・・・・・

ちょっとこれは、コンデンサちゃんと秋月とかで用意しておかないとあの青いやつ。

ちなみに最終段にパラで入れていた0.047uFを秋月の青い0.1uFひとつにかえたら、それだけども0.5dbほど違う。

ほんまにびっくりやわ！！

合計30db減衰させているので0dbmは１W

7MHz用FCZコイルのようなものを自作。2

7MHzのFCZコイルのようなものを自作するためのメモ

FCZコイルをでっちあげる

材料は、前記事参照

巻き方なのですが。。。。

1次側：7回     2次側が巻き終わったあとに、その上に7回重ねて巻きます。

2次側：24回　バイファイラ巻きとし真ん中を中点にします。

使ったエナメル線は0.15mmの太さのものを使いました。

前回は26回としましたが、26回だと合わせるコンデンサが86pFほどになります。

今回24回としたところ、FCZと同じ100ｐFで同調がとれました。

なお、2次側はバイファイラ巻きとしているので、実際に巻くのは12回です。

1次側にnanoVNAを接続して、SWRとスミスチャートを表示してみました。

ディップメーターを持っていないので、どうやって同調周波数を確認しようかと思っていたら。

7月のHAM　WORLD誌に上記方法が載っていました。