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1kHz程度上の周波数となっていました。そうすると700Hzのビートを響かせるのにはまぁまぁちょうどよいくらいのBFO周波数でした。

ところが、ですよ。。。世羅多フィルタを使って帯域を狭くしようとするとその中心周波数は443kHzとなりかなり下がりました。

とするとBFOの周波数は何kHzで発振させればいいのでしょうか？

単純にＬＳＢだと基本波は上側にあるはずなので、443.7kHz？？であっているのでしょうか？

スーパーヘテロダインは上側ヘテロダインなので中間周波数は受信周波数が上がれば差が縮まって下がる・・・つまりＬＳＢがＵＳＢになる？？

とすると442.3kHzとなります・・・・

なんだか、そう考えるとそれが正しいような気がしてくるし・・・・

よくわかりません。

なので、作ってみてから考えることにします。。。はい

とりあえずコンデンサを大きくしてみてどのくらいの周波数で発振するか確認してみることにします。

発振周波数は、442.4kHzになりました。これでうまく復調されているので、やはりUSBに反転していると考えて良いのでしょうかねぇ。

こんがらがりますはい。。。。

実装するときはピッチを変えられるようにVXOにして・・・

もう少しいじるかもしれません。

世羅多フィルタの実験

中華から仕入れた水晶発振子のチェック用周波数カウンタを使って、セラミックフィルタの選別をしてみた。発振周波数は校正しているわけではないのでちと怪しいのだが、発振周波数が近接しているものを選ぶ選別用には使えるので・・・・

参考にしたのはこのページ。。。。

No.32 7MHz CW受信機 その1

こちらは最初に選んだ5ケを使ったフィルタのデータ

なんとなく中央値が低めな感じがしたので、もう一組選別したのを計測しみる。

こちらが、それ・・・

中央値が443kHz付近(442.9kHz)である。-3dbの範囲は442.7～443.2kHzなので500Hz幅のフィルタということでよいのでしょうか！？

ダイアモンドカーソル AutoHotKey 覚書

AutoHotKey

という、常駐ソフトウエアがあります。

ブラウザ上で編集を行うときのカーソル移動にctrl＋SDEXを使ったダイアモンドカーソルを使うために導入しました。

キーリスト - AutoHotkey Wiki (ahkwiki.net)

キーボードに小型のものを使っています。

打鍵のフィーリングがとても気に入っているので、通常の文字入力はRazerの小型キーボードを使っています。

とても気に入っているのですが、ひとつだけ困ったことがありました。

それは、矢印キーがないことです。Function Keyとのコンビネーションでカーソル移動するのですが、なかなか慣れることができません。

それと、ダイアモンドカーソルの移動をだいぶ便利に使ってきたのですが、最近のWindowsでは使えないことが多いので不満でした。そうそうctrl＋Hもですね。

AutoHotkey Downloads

以下の書類ファイルを作って実行するとダイアモンドカーソルとBackSpaceが有効になりました。なお、バージョンは1.xxxのものでよいようです。

MysettingKey.ahk

ctrl & S::Send,{Blind}{Left}

ctrl & D::Send,{Blind}{Right}

ctrl & E::Send,{Blind}{UP}

ctrl & X::Send,{Blind}{Down}

ctrl & H::Send,{BS}

TA7792Pを使ったラジオの実験 5

ハムバンドで使ってみる

TA7792Pを使った中波ラジオを実験していました

次は、ハムバンド、それもCWの受信用にできないかと思い。

やってみることにします。

VFOは先ほど実験していたアナログVFOをつかってみます。

安定度はまだまだなのですが、せっかくのアナログVFOを試してみたい気持ちもあります。

回路は・・・・

No.32 7MHz CW受信機 その1 | エレクトロニクス工作室 | 週刊BEACON | 個人のお客様 | アイコム株式会社 (icom.co.jp)

を参考にします。

局部発信の入力の部分なのですが、先の回路のようにしないと、うまくいかないらしいです。おそらくTA779Pの内部の局発が暴れてしまう（50MHzとか意図しない周波数での発振とか・・・）のだと思いますが・・・・

ちょうどここの部分になります。100Ωと220Ωで構成されているのは、安定動作のためのレシピのようなもの、原著ではわざわざ「アッテネッターではありません」と明記しているくらいですから。。。お作法は守ることとします。

組んでみてCWを受信してみました。さすがにフィルターがAM用のもののままなので、とても騒がしく実用にはなりませんが、VFOの安定度は、思ったよりも良いようです。

これなら、そのまま組み込んでも大丈夫そう・・・・　と思えるほど。

満足です。(笑)

そうそう、CWを復調するのには、BFOも必要でした。

これは、セラロックを使うことにしました。

参考にしたのは、ビギナーのためのトランシーバー製作入門という古い本です。

図書館の閉架書棚にあったのを借りてきて読んでいます。

1992年ですからそれこそバブル期真っただ中・・・

アナログ全盛のころの話です。P82から、VFOとBFOを付加したLA1600での実習となっています。キットも販売されていたようなので、作りながら学ぶといった内容となっています。

一般的なコルピッツ発振回路ですが、結合コンデンサの値が10pFと455kHzとしてはかなり小さ目な値となっています。IFTに直接注入するので信号はかなり弱めに与えているのだと思いますが・・・・・。実測では約ｰ50dbm程度で456kHzで発振していました。VRを使ってIFTの前に注入しています。BFOレベルはボリュームはほぼ絞り切ったところでも復調は可能でした。-56dbm程度でも十分に復調できます。

むしろ出力を開放（どこにもつながない）にしたほうがよいくらいです。

絞り切っても漏れてくるのは、、ブレッドボードで組んでいるせいなのか、ICのGNDが＋側にあるせいなのか・・・・よくわかりません。

VFOの実験 ４

C0Gコンデンサ

を主に使い、負の温度係数を持つスチロールコンデンサを使うようにして様子を見ることにしてみました。セラミックトリマの温度特性はわからないのですが一応負の特性をもつものとして扱っています。

はんだ付けをしてから1日は安定しない。またトリマを動かすとこれまた1日は安定しないので、なかなか大変です。

やはり、過補償のようです。

室温による変化は +50-80Hz/℃といったところでしょうか。

温度係数が負のスチロールをC0Gに変えてみます。

これで周りのコンデンサはすべてC0Gとなりました。

どうなるでしょうか・・・・(笑)

これでも、やはり負の温度係数です。インダクタは正の係数を持っているはずなので、犯人はトリマが有力。。。

でも、＋20-40Hz/℃程度なので、以前よりは改善傾向ですね。

この辺で終了とします。

いやぁLCのVFOって難しいですねぇ(;^_^A

アナログVFOの回路図。。。可変：7006kHz～7021kHz　CWのゴールドライン領域

VFOの実験 ３

コンデンサの温度特性

ちょっと時間をかけて周波数の安定度をみてみました。

10:40時に暖房を止めました。

温度による変化だと思います。温度変化はおそらく10℃前後（20℃→12℃程度？）でした。

前述の回路のこの部分の220pFコンデンサは

を使っています。いわゆるPET

メタライズドポリエステルフィルムコンデンサの温度係数を測ってみた: セッピーナの趣味の天文計算 (cocolog-nifty.com)

のサイトによると、温度係数は正で温度が上がるほど周波数は下がるとのこと。。。

原著ではスチロールコンデンサの指定がありました。

ということでスチロールコンデンサの温度係数を調べてみると。。。

フィルムコンデンサの種類と使い分け | Y-Lab. Blog

によるとどうやらスチロールコンデンサ(たぶんPP)は負の温度係数を持っているようです。つまり温度が上がると周波数が上がることになります。

ということは、ここをスチロールに変更すれば、温度が上がったときに周波数が下がる。下がったときに周波数が上がる現象を相殺できるのでは？と安直に考えてしまいます。

とりあえず手持ちのコンデンサで組んだものですから、220pFのスチロールコンデンサはありません。

が、、、100pFならスチロールがあります。

なので、温度変化による変化の少ないC0Gコンデンサをスチロールコンデンサに変えて様子を見てみることにします。

うまくいくのかなぁこれ(笑)

参考

コンデンサ特性の基礎知識 ～静電容量～ (aictech-inc.com)

交換後の変動

電源投入後数時間してからのデータ

赤い線がスチロールに変更したもの。

基本的に変わらないかなぁ

3時間で200Hzの変動、それも低いほうへ。

部屋の温度と相関ありまくりです。

こんなに鋭敏だとは思いませんでした。

しかし、トリマコンデンサを動かした直後のひどいこと・・・・

QRHの原因はもしかしてトリマかも・・・・

コールドスタートでのデータ

ちなみに、電源投入してからのデータも計測してみました。

2回測定してみました。

目標の200Hz枠を外れてしまっていますね。。。

それにしても、コンデンサを交換した後は、半田の熱で暴れます。落ち着くまでに余裕で一晩かかりますな。これは大変だわ

アナログVFOは難しいことを思い知りました。

今更知ったのですが、温度補償コンデンサというのは、温度係数がきちんと決められているコンデンサのことで、色分けがされている。しかも、現在は入手困難。。。。

温度補償を、きちんとやるためには、このページのようにデータどりをして温度補償コンデンサを使って調整しなくてはなりません。

電源を入れて1日後からの計測

温度が上がると周波数も上がる傾向にあるので、過補償の状態のようです。

電源を入れたままの状態にして１日そのままにしておいた後

部屋の暖房を入れると、12℃7461000Hz，16.5℃に上がると7461422Hzとなり

変化率＝＋△93.8Hz/１℃でした。

これ、きちんとやるのには、とてつもない時間がかかりそう・・・・・

VFOの実験 ２

VFOの実験　続き

生基盤に5mmのランドを作ってそこに部品を載せていく方式でやってみる。

これだと、アースラインを大きくとれるので周波数安定に貢献すると期待を込めて

この回路を。。。

こんな感じに配置して・・・・

ランドは5mm角瞬間接着剤で接着

珍しく一発で動作する

出力レベルはブレボの時と同じｰ9.5dbm程度

出力周波数はも20pFトリマでの調整範囲内に収まっている。

これでも、やはり下がっていく傾向は変わらずであった。

これでは、CW用の受信機のVFOはとても務まらない。

バリコンでも同じ現象がおきるので、あながちバリキャップが犯人とも考えにくい。

とすると残るは、コイル・・・・

原著では8mm径のボビンに0.35mmUEWを20回巻きで使っていたが、手持ちに5mmボビンしかなかったので、0.2mmUEWを38回巻きにして使っていた。

これを、なるべくオリジナルと同じ8mm口径のコイルにしてみることにしよう

IFTコイルの器台の上にボリュームのつまみをかぶせて、そうすると約8mm程度となった。それに0.35UEWを20回巻いてみた。

インダクタンスは2.9μH程度となった。

計算サイトで同条件で算出すると2.4μHぐらいのでるので、若干多め・・・・

これで、試してみる。

コイルのインダクタンスが減ったので、抱かせるコンデンサの容量を47pFから100pFとした。これは、オリジナルと同じ値。

挙動が変わった。今までは息を吹きかけると周波数が下がる方向だったのに、この組み合わせだと、逆の挙動を示すことが・・・・いままでは、下がる一方だったのにそうではないみたい。

電源を入れっぱなしにして様子を見てみると、安定性がかなり良くなった。

成功かな(^▽^)/

調子に乗って、生基盤でシールドを形成してみる。

穴はトリマコンデンサ調整用。

ちょっと、高さがありすぎて不格好になりそうな、ですが、試しに高さを下げると・・・発振周波数が8.5Mhzとかになってしまってよろしくありません。周波数変動も顕著。

なので、このまま、高さ4cmで試行することにしました。

シールドも効いて、手を近づけてもQRHしなくなりました。

使えそうな予感！！

VFOの実験 １

VFOの実験

空芯コイル

5mmボビン

0.2mmUEW　38回

5mmボビンに最大限巻ける回数

測定値　3.9μH

トランシーバー製作入門　P83

設計値：8mmボビンに0.35mmUEW20回

計算サイトによると2.4μH

5mmボビンに同じようなものを作ろうとすると

40回巻かなくてはならないのだが、ボビンの高さが9mmしかないので無理

ということで、0.2mmUWEWにして最大限巻くことにした。

発振段の実験

オリジナルは2SK439E

2SK439F　OK　0.66mA　-24dbm

実験回路

2SK544E NG

J211 NG

BF256 NG

2SK241GR,Y NG

バッファ段も組み込んで実験

バリキャップを使用

周波数安定度には不適当と思われるが、ここをバリコンにするとボディエフェクトが強すぎてよろしくない。

電源投入直後から30分程度までは500Hz以上は動いている。

そのあとは、±200Hz程度かな

ブレッドボードでの実験だから、このぐらいが限度か。。。

ちなみに、バリコンでも同様に動くのであながちバリキャップのせいともいえない

息を吹きかけると、簡単に200Hzは周波数がさがる。

→

この周波数が低いほうに動く現象は、電源投入時のみだけではなく、その後もだらだらと下がり続け、半日置いておいてもなお下がり続けるという厄介なものだった。

この、下がり続ける現象の原因が判明しなかったので、ブレッドボードでの実験はここで一度終わりにした。

生基盤の上にランドを作ってそこに、この回路を移してからまたやってみることにした。