TDA1083ラジオICを使ったCW受信機
VFO部分を以前作った生基盤を貼り合わせたシールドをかぶせてみた。周波数が10kHzほど上がってしまったので禁断のトリマを調整して元の7002～7018kHz付近に合わせこんだ。いじってしまったのでしばらく周波数安定しないだろうな(;^_^A
そして回路図全体。基本部分はTDA1083ラジオICたった1個である。こいつなかなか扱いやすい。価格も安い。気に入ったわ。
あとはケーシング。買っておいた200x150×40mmのYM200。LED周波数計を使うとなるとFETラジオと同じ顔にするのがよいかな
スイッチ類をどうするかだけど、周波数表示部とラジケータ下にスペースがある、残念だけど、ここにトグルスイッチはギリギリおけなかった。設置できるのは小さなプッシュスイッチぐらいかな。なにか探さなくては。
そうそう、同調操作に使っている多回転のポテンショ。軸の太さが一般的な6mmじゃない。4mmのものと6.4mmのもの。これに合うつまみも探さなくては
Sメータの回路がほぼ決定。
ユニバーサル基板の右下部分に展開することにした。
当初、この部分にはオーディオピークフィルターを設置しようか迷っていたが、常時フィルターを通して程の混信はそんなになさそう。(橙色のジャンパー部分は検波出力とボリュームコントロールのところなので、このジャンパー部分に外付けでオーディオピークフィルターをつけるのもよいかと。。。。)
Sメータは常にあったほうが良いので基板上に置くことにした。
後からつけるかもしれないピークオーディオフィルタはピンヘッダを立てて置き今回はジャンパしておくことにする。
感度調節用の半固定は2kΩでも足らず。結局5kΩにした。SメータのスケールはせっかくtinySAがあってシグナル表示を合わせられるので、S9でｰ73dbm、S5で-97dbmなどある程度わかる目盛版を作ると良いかも。と考えている。
組んでみた。なかなかコンパクトに組めたと思う。
最近物忘れがひどいので、ピンヘッダのどれがどれだかわからなくなりそう。
メモを残しておこう。
これで、たぶん大丈夫。ここに置いたことを忘れてしまうと元も子もないけど(笑)
追加の部分の回路図。16pinからの抵抗は100kあたりのほうがよさそう。そして電位をアース電位にするために1MΩもあったほうが良いと思うが、とりあえず動いているのでなくてもいっか。ということで放置。。。
tinySAで信号を入力してS9,5,3の位置を調整、確認。ラジケータなので針が触れるのに慣性があり、実際のCW信号だと少し低めに表示される。
TDA1083、CW受信機について、大まかには良好だ。
世羅多フィルターの損失分は当初フィルターの後に51Ωで受けた2SK241ソース接地のアンプを考えたが、どうやらなくてもよい感じ。
損失分は2SK241-YのRFアンプで賄う。ソースに可変抵抗をいれてゲイン調整としているが、これもいい感じに機能しているようだ。
ここまでの回路図
ボリュームがあるようにみえるが、それは気のせい。
基本はTDA1083で賄っている。周りにフィルターだのVFOだのBFO、リング検波などがついているので面倒そうだが・・・実はとてもシンプル。
次はSメータをどうするかだけど。
AGC電圧がS1～S9＋10dbで0.5Vは変化しているので、LA1600のAGC電圧を使ったSメータの回路が使えそう。
部品定数は、ソース抵抗を1kから1.5kにした。ボトムを押し上げる目的。
入力が約1.7V～1.2V程度、IDSSが2mAなので最大値で1.5×2＝3Vもあれば十分だと思う。1kΩだと2Vなので動かないことはないけどぎりぎりかな。
当初の感度調整用の半固定は絞り切った1kΩでS9がフルスケールになってしまい足らず2kΩ程度は必要な感じ。
ラジケータなどのアナログメータだと同調点を探りやすい。やはりアナログは良い。人間に合ってると思う。
ケーシングまでもう少し使ってみて様子をみよう。もっと改善すべきところがでてくるかもだし、いいアイデアが浮かぶかもしれない。
IFT出力に中波ラジオ用のIFTを流用している。オリジナルは一時側の中点からVCCを供給する仕様
340pFで442kHzに同調させるインダクタンスは380uH。これをIFキットで作る場合の巻き数は約110回程度なので全体としては220回、となると0.08mmのUEWでは巻ききれない。
しかし、ですよ。そもそも、IFTキットは10mm角のものでした。ユニバーサル基板で使っているのは7mm角のもの、コイルを巻いても取り付けられません。この実験はブレボですべきでした。
実際ユニバーサル基板に移してみると、ブレッドボードの時よりノイズが少ないし、接触不良もない。いい感じだった。しかし、IFoutのデータをとろうとオシロメーターをつないでみると・・・・入力がないのに446kHzの出力があった。約20mVの安定した!?出力だ。これはやっぱりおかしい。
右側が白IFTでのデータ。IF出力は目減りしているがAGCは無負荷の時と同レベルの挙動を示している。
受信音の音量も問題ない。なにより、CWの復調音が澄んだきれいな音になった。以前はなにかガサガサしたノイズ交じりの音だったのでやはりIFT段で軽く発振していたのだと思う。
いままでブレッドボードの上で実験した来たが、なにか接触不良的な事象が続いていてまともに評価できなくなってきている。それで、おおよそ回路も決まってきたようなのでTDA1083と主要な周辺部品をユニバーサル基板に組んでみることにした。
IFTは7mm角のものを使用。FCZコイル代替品も7mm角。交換しつつ実験したいので丸ピンソケットにして交換可能とした。
案の定途中で変更したところでミス発見。修正して電源をつなぐ前に暫く熟成させることに。
テスタでICピンに所定の電圧が来ているか、ICピンからGND,VCCへの抵抗値は妥当かなどを確認した後で、まずはオーディオ出力段がきちんと動くか確かめた。
どうやら配線は間違っていなかった。途中のチェックでなぜ出力がなかったのかは謎だが、とりあえずこのまま進めることにする
セラ多フィルターと、IF出力トランスの2次側にリング検波をいれたらIF出力が下がり、AGCの効きが悪くなってしまうという現象が起きています。
マッチングがとれていないこともあり、以前セラ多フィルターの後にマッチングトランスをいれてTDA1083に入力するようにしてみたが、異常発振であえなく撃沈。
さらに、2SK241でセラ多フィルターの損失分(約15dbm)を補填しようという目論見はうまくいかなかった。
ここで、ふと思いついた。いわゆるGGアンプを入れればセラ多フィルターの出力50ΩをTDA1083の入力インピーダンスと整合させつつある程度のゲインが補填できるのではないか。。。と。。。TDA1083のAGCが有効活用できるのではないかと。。。。
ちょっと消費電流が多いのが玉にきずだけど。
が・・・・
思った通り、J310シングルだと増幅はしてくれるけれども、体感上はほとんど変わりなし。当然AGCの効き具合も変わらない。まぁパラにして10db程度の電力利得なのでシングルでしかも電圧利得で考えると・・・だよねぇ。そうはうまくいかないもんだ。
ということで、この案は却下・・・・
ちなみ、この回路だとソース抵抗は22Ωより51Ωで電圧増幅率が増すようだ。抵抗両端電圧は0.9V程度だった。ドレイン電流は19mAぐらい。
入力に51Ω抵抗をかませてみては・・・・
2SK241ｰYのソース接地で、ソース抵抗なし、入力に51Ω、負荷に470μHのμインダクタを使ってみた。
こちらは、なんと、ちゃんと増幅している。入力抵抗に51Ωをパラにしたので世羅多フィルターのインピーダンスに無理やり合わせた感じだけど。
こうやってみると、あらためて、MOSFETは使いやすい。デプレッション＋エンハンス型のものってバイアスのこと考えなくてもよいし。
無負荷だと-93db入力でIF出力はAGCがちょうど効き始めるくらい。その時の出力が40mV程度だった。-90dbmの入力だと聴感上はかなりしっかりした信号ととれるくらいのレベル。
そしてこちらは、リング検波回路を接続しての値
BFOの出力が-22dbmぐらいなので、50Ω負荷だと約17mV。はたしてこのレベルできちんと復調されるのでしょうか？
リング検波などのパッシブダイオード回路は、入力インピーダンスが低いということを何かの記述で読んだ記憶がある。なので、接続に-3dbのパッドをいれてインピーダンスの整合をするとかなにか・・・・そして局発の入力も出力が必要だとか・・・・
わからないことだらでである。とりあえず試しに繋いでみてどうなるかだな。
BFO出力は前回路と同じだが、出力が欲しいので可変抵抗,10pFは通さずに2SK439のソースから直接信号を取り出した。(-22dbm)
結果はというと
試しにつないだだけなんだけど。きちんと復調されている。音もよい。びっくりしました。音量も不足ないくらい。当初SA612などアクティブ素子をつかって変換利得を稼ごうかなどと考えていたけど、パッシブ回路で問題ないようだ。
ただし、
黒IFTの負荷が大きいせいかコアを動かしたときの同調がブロードになってしまってなかなか同調点がわからなくなった。
AGC電圧の変化が鈍くなった。。。ということは負荷が重いのだろう。IF出力が下がってAGC電圧も下がったためと思われる。S-メータをつけるのにAGC電圧を使おうと思っていたのでちょっと考えなくては・・・・
黒は検波用で2次コイルの巻き数が多い、これを2次の巻き数の少ない(インピーダンスの低い)段間用の白や初段用黄色を使ってみたらどうなるのだろう？
まぁやってみっか。なんだか全く理論的じゃない(笑)。行き当たりばったりだ・・・・
結局大昔のアナログICを使った受信機を組んでみることになった。やっぱり使う側の人間がアナログなので、デジタルはどうも好かん(笑)ということに・・・・
TDA1083こいつをつかってみようと思う。
シングルスーパーなので、簡易型で簡単に作れるのを目指してだ。
ネットでの製作例が多いのは断然LA1600で、MWラジオでも使用してみてなかなか良いのはわかっている。けれども、それをそのまま使うのもなんだかつまらないし。
ここは、TDA1083のAM部を使って組んでみようかと・・・・
データシートから
まずは、実験のためブレッドボードで、IF以降の部分(RF以外)を組んでみた。
感度を計ったところ。黄色IF前にNanoVNAから注入 減衰の具合をみるために
調整がBestではなかったせいかセラ多フィルタのほうが約15dbも低かったことが判明。
ということで、セラ多フィルタの後に2SK241のアンプを入れたのだが、どうも安定しない。簡単に発振してしまう。しかたがないので、ここはとりあえずそのままにしてRF部まで組んでみることにした。
回路定数は手持ちの関係でいじりました。高周波のバイパスは0.022uFだったが、そこは0.01uFに、電源に近いバイパスコンデンサは0.047uFから0.1uFへ変更。そしてデータシートでセラミックフィルタの後にあった2.2kΩ負荷抵抗はセラ多フィルタの設計インピーダンスが50Ωらしいので、2.2k負荷では不整合。それで220Ωにしてみた。これは正解だった。2.2kでは若干発振気味になっていたのが220Ωでぴたりと安定した。
IFフィルタ部での損失を補うために、どうしようか考えていたところ、改めてブロックダイアグラムをみてみるとどうやらLA1600にはあるRF増幅段はないようだ。それで、簡単なRF増幅段を追加した。
こうやって回路を書きだすと、かなり複雑そうに見えるが・・・VFO,BFO,セラ多フィルタを除くととても部品点数が少ない。ICひとつで低周波増幅もこなし、十分な音量でスピーカまで鳴らせる。
ブレボなので回路変更は簡単だし。7MHz台ぐらいまでなら、なんとなく動作してくれるので、最近はまずブレボで組んでからというのが多くなって、しかもその先になかなか進まない。
手軽でそのままで交信に使えるので、ケーシングが億劫になってしまうのが玉に瑕。
ベンチ台の上にブレッドボードの状態。写真はBFOの信号をみているところ
今回は中間周波数に455kHz台を使用したが、このICはFM兼用IFなので10.7MHzでも使えそうな気がする。そうなるとクリスタルラダーフィルタを使った受信機も組めるかもしれない。あと試してみたいのはIFの2次側からAGC制御された中間周波出力がとれるので、ダイオードリング検波やSA612を使った検波ができそうなこと。とするとCWやSSBも本格的な受信機と同様の構成にできそうな気がする。
遊びの種はしばらく尽きないかな(笑)
40mバンドのCW受信機をといろいろと模索している。
次点は、SDR。。なぜかというとSDRとPCは大抵一組で使うことが多くなる。
するとロギングにPCを使えて便利。難点は電力を使いすぎることと、SDRなので、一呼吸遅れてCWが返ってくる。これが自分が発したCW符号だったりすると最悪です。まともにうてません(;^_^A なので、送信中は必ずSDRは音が出ないように工夫しなくてはいけない。
455kHzのセラロックを443kHz付近で発振させ、しかも数百Hz動かせるようにしたいという欲求から実験してみた。
コンデンサはGS1000pF、SG3300pFとした。
以前ブレボに組んでいた時は3300,3300pFで442.3kHzで発振していたが、今回実験のために組みなおしたときには発振しなかった。どうやら無理やり周波数を下げているので発振条件がぎりぎりだったようだ。
電源電圧は1.7V。3.3Vにあげると周波数は高くなる傾向
可変インダクタ100μHは秋月での放出品
TP1の所でTinySAを接続して信号強度を計ってみた
443.8kHz以上にすると発振停止した。
TP2のところでは出力は約ｰ56dbm程度,BFO出力のところでは測定不能だった。10pFのコンデンサが443kHzに対していかに小さい値であるかがわかる。
これは、BFOを注入する場所がIF増幅の前のところになるので、BFOでAGCが作動してしまうと感度が下がってしまうためで、レベルを落とさないと感度が保たれない。
これで、BFOを動かせるようになりＣＷの音調をうまく可変できるようなので、ラジオIC TDA1083を使った40mバンドCW受信機を組んでみようと思う。
どうも、I インプットの片方をコンデンサを通さないで接続してしまっているようです。
これでも、問題なく動作しているので、もしかしたら入力のDCカット用のコンデンサは不要なのかもしれません。
と、思ったのですがよくよくみてみると(横から)ちゃんとコンデンサの後につながっていました。
変なことしなくてよかった。。。。
それにしても、老眼にはつらい(笑)
以前改造しダイレクトサンプリングとしたRTLｰSDRのトランスについて
体感上は差がなかったのですが・・・・今回、TinySAもあることですしちょっと計測してみました。
発振器はTinySAを使い外付けATTは-50db
999kHzで無変調
その時のHDSDRのメーター読みで2つ分、1つあたり6dbなので12db分増えるのに必要な出力dbmを比較した。
