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TX50 QRP 送信機 送信周波数の悩み(その4) [QRP]

 TX50 QRP 送信機 送信周波数の悩み、その4です。

TX50 の Xtal を測定した中で一番低い発信周波数の Xtal に入れ替えてみました。
測定は TX50 に QRP のダミーロードを繋ぎ、そこに測定器を繋いでいます。

〔入れ替え前の状態〕
PA の出力波形です。
DSC09451.JPG
発振周波数です。
DSC09453.JPG
出力です。DSA815 の入力には 20dB のアッテネーターを入れています。
DSC09452.JPG

〔入れ替え後の状態〕
3rd オーバートーン発振回路で確認した発信周波数です。
DSC09454.JPG
PA の出力波形です。
DSC09456.JPG
TX50 での発振周波数です。1.5kHz 程、上がっています。ただし、前の Xtal に比べると 1kHz 程、下がっています。
DSC09457.JPG
出力です。
DSC09459.JPG

発振周波数をもう少し可変するためには、もうちょっと回路を工夫する必要がありそうです。
取り敢えずは、これで進めます。

TX50 に LPF を組み合わせ、RX50 には RF アンプを組み合わせて、学研トランシーバーの筐体に入れてみようと思います。
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T41-EP の 4SQRP 版が FDIM の Vendor's Night で展示されました [QRP]

 T41-EP の 4SQRP 版が FDIM の Vendor's Night で展示されました。

その様子を Greg KF5N OM が Groups.io に投稿してくれました。
OM の許可を頂いたので、その様子を転載します。

T41-EP の開発者、Albert F. Peter, AC8GY OM と Dr. Jack Purdum, W8TEE OM です。
DSC_0068_shr.JPG

エレクラフトの Eric Swartz - WA6HHQ OM が本にサインをもらっています。私もサイン入りの本が欲しかったなぁ。羨ましいです。
DSC_0059_shr.JPG

正面パネル。4SQRP の表示があります。
DSC_0040_shr.JPG

内部はケーブルが多いですね。
DSC_0037_shr.JPG

まだ少し余裕がありそうです。
Al, AC8GY OM が Intermodulation 対策として、My conclusion from this is that the pre-filters are very desirable. と Groups.io に書かれているので、それを入れる場所もありそうです。
DSC_0042_shr.JPG

PA の冷却には、CPU のクーラーが使われています。
DSC_0072_shr.JPG

PA です。
DSC_0077_shr.JPG

タクトスイッチのボードが見えます。
DSC_0079_shr.JPG

キットの発売が待ち遠しいです。
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TX50 QRP 送信機 送信周波数の悩み(その3) [QRP]

 TX50 QRP 送信機 送信周波数の悩み、その3です。

前回、3rd オーバートーン発振回路で FCZ コイルの同調容量を 15pF から 22pF に変更して測定し直した結果、共振周波数を50.5MHzに変更する事ができました。
そこで、実際に Xtal を入れて、発振周波数を確認してみました。
結果、
変更前: 50.6228MHz
変更後: 50.6215MHz
と、1.3kHz 程、発振周波数を下げられました。

前回、Xtal を測定した結果から、発振周波数が低めの Xtal を使って、TX50 の発振周波数を下げられるか、確認してみたいと思います。
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NanoVNA-H4 で FCZ コイルを測る(その2) [QRP]

 NanoVNA-H4 で FCZ コイルを測る、その2です。

前回、3rd オーバートーン発振回路 FCZ コイルの測定では、共振周波数が高めになっていました。

そこで、FCZ コイルに入っている同調容量を 15pF から 22pF に変更して測定し直してみました。
その結果です。
DSC09446.JPG
50.5MHz で同調しています。

あとで、Xtal を入れて、発振周波数の確認をしてみようと思います。
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Visual Transistor-level Simulation of the 6502 CPU [Other]

 面白いサイトがありました。

MOS Technology 6502 をシミュレーションして、チップ内の動作をグラフィカルに表示してくれます。
こちらです。

左にある Visual Sims の 6502 をクリックすると、シミュレーションが表示されます。
Advanced をクリックして、プレイボタンのアイコンをクリックするとシミュレーションが始まります。

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D級アンプのノイズ [HF]

 ローカルの OM さんが、新しいリグで AF のゲインを絞り切ってもノイズが出ると仰っていました。

信号のないところで、AF ゲインを絞り切っても、「シャーーー」という音がするそうです。

おそらく最新のリグなので、AF アンプはD級アンプになっている事でしょう。
それでD級アンプのノイズでググってみると、こちらに解説がありました。

おそらく、ここの
③ エイリアシングノイズ
が、そのものズバリのようです。

Groups.io のそのリグに関するフォーラムでも、過去に話題になっていました。
対策は難しいのでしょうけど、なるべくそのノイズが目立たないようにして欲しいものです。

効率は悪くても、アナログ方式のアンプでは、このノイズは起きません。
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FDIM 2023 Winners [QRP]

 QRParci のサイトで、今年の FDIM 2023 Winners が公開されています。

こちらです。

去年、募集されていた FDIM 2023 MINIMALIST RECEIVER CHALLENGE! がどうなったのか気になるところです。

こちらは
The 2-Transistor Receiver Challenge proved a challenge to perform! We had four entries, and it became evident early on that noise from nearby switching power supplies was preventing measurement of the actual receiver noise floor. Consequently the RF to Audio gain of receiver was used as the evaluation criterion, instead of the original plan to measure MDS. The outcomes of the event were:

Entrant Gain
James Scott WB0IYC 60 dB
Harold Smith KE6TI 59 dB
Jerry Wolczanski -
Will Harris KI4POC 38 dB
ということで、RF から Audio への gain を調べて、評価したようです。
WB0IYC と KE6TI の結果は、トランジスタ2個だけを考えると、スゴイですね。
どんな回路なのか、気になります。
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NanoVNA-H4 のファームウェアをアップデート [Measuring equipme]

 引き続き、NanoVNA-H4 のファームウェアもアップデートしました。

1.DfuSeDemo での書き込み
ファイルを選択し
5-.jpg
Upgrade ボタンを押して、アップデートします。
終了すると、Successful と表示されます。
6-.jpg

USB ケーブルを抜くと、アップデートされたファームウェアで動き出しました。

3.アップデートの確認
アップデート前は、2020 年のバージョンでした。
DSC09443.JPG
アップデート後は、2022 年のバージョンになっています。
DSC09444.JPG

同じく、フォントが見やすくなっています。
DSC09445.JPG

こちらも、再度、キャリブレーションが必要なので、後で行う予定です。
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NanoVNA-H のファームウェアをアップデート [Measuring equipme]

 NanoVNA-H のファームウェアをアップデートしました。

参考にしたのは、こちらの NanoVNA の Web サイトです。

1.DfuSe USB device firmware upgrade (DFU) software のインストール

サイトの説明に従って、DfuSe USB device firmware upgrade (DFU) software をインストールします。

次に、NanoVNA-H をメニューから DFU モードにして、PC に接続します。
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PC で、きちんと認識されている事を確認します。
1-.jpg
最初、ドライバーが自動的にインストールされなかったので、C: ドライブ指定して、検索すると、無事に組み込まれました。

2.DfuSeDemo での書き込み
ファイルを選択し
2-.jpg
Upgrade ボタンを押して、アップデートします。
注意のダイアログボックスが出ますが、「はい」をクリックして続けます。
3-.jpg
終了すると、Successful と表示されます。
4-.jpg

USB ケーブルを抜いて、電源を On / Off してアップデートの結果を確認します。

3.アップデートの確認
アップデート前は、2019 年のバージョンでした。
DSC09433.JPG
アップデート後は、2022 年のバージョンになっています。
DSC09436.JPG

フォントが見やすくなっています。
DSC09442.JPG

再度、キャリブレーションが必要なので、後で行う予定です。

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APRS ビーコンを出してみた(丹沢 大山 編)  [APRS]

 今日は、山岳部の現役 後輩と、大山を歩いてきました。

その間の APRS ビーコンの状況です。
1-.jpg
思いの外、ビーコンが飛んで、ほぼ全コースをトレースできています。

いつも受信してもらっている千葉県の局の他に、鴨川、勝浦にも届いています。ビックリ。
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直接、ビーコンを受信した局です。
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RF アンプをフロントエンドに追加して、超再生受信機の漏洩電波を減らす [QRP]

 超再生受信機は、何もしないとかなりな漏洩電波を出します。

原理的に、発振動作をしているので避けられません。RX50 も同様です。

そこで、フロントエンドに RF アンプを追加して、どの程度、漏洩電波を減らせるかを見てみました。

まず、素のままの RX50 の漏洩電波です。
20230515 01.jpg
ピークでは -30dBm ものパワーがあります。

こちらは RF アンプを入れた場合です。
20230515 02.jpg
ピークでも -70dBm に抑えられています。相対的に、だいぶ減らせており、効果はあります。

これは、RF アンプを入れたまま、RF アンプの電源を切った場合です。MOS FET の動作が変わり、漏洩電波が増えています。
20230515 03.jpg

TX50 と RX50 を一つの筐体に入れ、トランシーバーとする場合は、最低でも LPF と RF アンプの追加は必須な事が分かりました。

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FET RF アンプのゲインを測る [QRP]

 SG と DSA815-TG を使い、FET RF アンプのゲインを確認してみました。

SG からの信号です。50.620MHz で -90.0dBm です。
DSC09431.JPG

RF アンプの出力を見ています。RBW と VBW を絞って、ノイズフロアを下げて測っています。
DSC09432.JPG

レベルを変えながら見ていたところ、だいたい 3dB のゲインとなりました。
入力側に 50MHz FCZ コイル、ソース接地の増幅回路で、ドレイン側の負荷を RF チョーク・コイルとしています。
出典は、今井 栄 (著)「作りながら理解するラジオと電子回路 (HAM TECHNICAL SERIES)」、4-3 超再生方式のエアバンド・レシーバの製作 です。

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NanoVNA-H4 で RF アンプを測る [QRP]

 今度は、NanoVNA-H4 で RF アンプを測ってみました。

測定の様子です。
DSC09430.JPG
NanoVNA-H4 と RF アンプを同軸ケーブルで接続し、RF アンプの出力にアッテネーターを入れました。

今回、使用するケーブルが今までと異なりますので、キャリブレーションを行います。
Stimulus は、10MHz から 100MHz にしました。
次に、同軸ケーブルの先端で、Open、Short、Load、Isolation、Through のキャリブレーションを行います。Isolation では、両方の同軸ケーブルを 50Ω で終端しています。
Smith チャート表示にして、キャリブレーションできている事を確認しておきます。

測った結果です。
表示を見ながら FCZ コイルのコアを調整して、50.6MHz で出力が最大になるようにしています。
DSC09427.JPG
RF アンプへの入力が小さいせいか、ゲインが 2.1dB しか取れません。

これは Stimulus を変更し、アッテネーターを 40dB から 10dB に変更して見ています。
横軸は1目盛りが 10MHz です。縦軸は1目盛りが 3dB です。
DSC09429.JPG
3dB 下がったところの帯域幅は、+8MHz、ー11MHz となっています。

次に、これを RX50 超再生受信機に付けて、漏洩電波がどのくらい減るかを見てみたいと思います。
RX50 の漏洩電波については、こちらにあります。

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NanoVNA-H4 で FCZ コイルを測る [QRP]

 試験用コードを作り、NanoVNA-H4 で FCZ コイルを測ってみました。

なぜ、NanoVNA-H4 で FCZ コイルを測ったかというと、FCZ コイルに接続する同調容量がずれているのではないかと感じたからです。
今回、3rd オーバートーン発振回路と RF プリアンプに 50MHz の FCZ コイルを使いました。
その FCZ コイルを LCR メーター DE-5000 で測ると、0.39μH となりました。

FCZ コイルの説明には
同調容量:接続する負荷容量(トランジスタのコレクタ容量等)も考慮してご使用ください。
50MHz(15pF)
とあります。

0.39μH で 50MHz に同調するには、25pF の容量となります。
指定の 15pF とは、10pF の差があります。これが接続される素子による付加容量の値と思われます。

〔試験用コードでのキャリブレーション〕
NanoVNA-H4 を使うにあたり、試験用コードでのキャリブレーションを行います。
Open、Short は簡単ですが、Load には 50Ω の抵抗が必要です。
そこで、以前に作った JH4VAJ OM の SSDL01 – QRP ダミーロード に測定用の端子を追加しました。
DSC09423.JPG
これを使って、Open、Short、Load、Isolation、Through のキャリブレーションを行います。
Stimulus は、10MHz から 100MHz にしました。
キャリブレーション後の確認で、Load を測ったところです。
DSC09414.JPG

〔FCZ コイル単体での測定〕
50MHz の FCZ コイルに手持ちの 24pF を付けて測ってみます。
DSC09424.JPG
CH0 に接続し、RESISTANCE と REACTANCE を測ってみます。RESISTANCE が最大で、REACTANCE が反転するところが共振周波数です。
DSC09415.JPG

〔RF プリアンプ FCZ コイルの測定〕
次に、RF プリアンプの FCZ コイルを測ってみました。
DSC09420.JPG
回路に組んであるので、その影響があります。増幅素子には 2SK241 を使っており、この入力容量は、規格では 3pF になっています。これと回路の浮遊容量が追加されます。
こちらは、同調容量 15pF で共振周波数を 50MHz に調整できました。

〔3rd オーバートーン発振回路 FCZ コイルの測定〕
3rd オーバートーン発振回路は、トランジスタのコレクタ負荷として FCZ コイルが入っています。
DSC09421.JPG
こちらは、調整しても、下側で 73MHz 辺りまでしか下がりません。同調容量 15pF で計算すると、共振周波数は、65.8MHz になります。

あとで、同調容量を 24pF に交換して、もう一度、共振周波数を測ってみます。発振回路としては、水晶の発振周波数と、コレクタ負荷の共振回路の共振周波数は合っていないといけないはずですので。

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NanoVNA-H4 と RF Demo Kit を試す [Measuring equipme]

 ずいぶん前に購入してあったのですが、NanoVNA-H4 と RF Demo Kit を動かしてみました。

RF Demo Kit は、Ali で購入した DEEPELEC のものです。
これです。
RF_Demo_Kit_Top.jpg

〔キャリブレーション〕
ボードの下部には、13、14、15、16 に、それぞれ Short、Open、Load、Thru のパタンが作ってあります。まず、これを使って NanoVNA-H4 のキャリブレーションを行います。
DEEPELEC のサイトを見ると、周波数範囲が 50kHz から 600MHz になっているので、最初に周波数範囲の設定を行います。
これは、メニューの STIMULUS から START、STOP でそれぞれ設定します。

次に、CH0 を 14 Open に接続し、CALIBRATE の OPEN をタップします。
今度は CH0 を 13 Short に接続し、SHORT をタップします。
続いて、CH0 を 15 Load に接続し、LOAD をタップします。
そのまま、ISOLN をタップします。
最後に CH0 と CH1 を 16 Thru に接続し、THRU をタップします。
DONE をタップすると、SAVE が表示されるので、適当なところにセーブしておきます。
以上で、キャリブレーション作業は終了です。

次にキャリブレーションの確認をします。
トレース表示を CH0 の SMITH にして、Short、Load、Open がそれぞれ正しく表示される事を確認します。

〔各回路の測定〕
次に、RF Demo Kit に作りこまれている回路を測ってみます。
1. RLC circuit
DSC09401.JPG

2.RLC circuit
DSC09402.JPG

3. 33Ω
DSC09404.JPG

4. 75Ω
DSC09405.JPG

7. RC series circuit
DSC09407.JPG

8. LC series circuit
DSC09409.JPG

5. BSF Ceramic Notch, Centre Freq = 6.5MHz
DSC09413.JPG

他の回路は、今回は見ていません。
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New RF Exposure Evaluation Rules [Operation]

 今週の ARRL メルマガに、New RF Exposure Evaluation Rules の記事がありました。

これは、2021年3月に決められた FCC の RF 曝露規則が、2023年3月で2年の移行期間を終了したのを受けての記事です。

QST 誌にも解説記事が掲載されました。
ARRL の Web サイトにも解説計算ツールがあります。
ARRL のハンドブックにも解説があり、公開されています。

家のリグで、試しに計算してみます。

これは、HF / 50MHz で、固定の 100W リグを想定して計算してみました。
2-fcc-rf-exposure.jpg
距離からして、それほど気にしなくても大丈夫そうです。

次は、V / UHF のハンディ機を想定して計算してみました。
3-fcc-rf-exposure-430.jpg
430MHz になると、少し本体を離して使う必要がありそうです。

最後に、1200MHz のハンディ機を想定して計算してみました。
4-fcc-rf-exposure-1296.jpg
これも、少し本体を離して使う必要がありそうです。

日本も局免許の取得時に計算値を出さないといけないとどこかで見たような気がします。

探してみましたが、総務省 電波利用ホームページ 電波防護のための基準の制度化では、見つけられませんでした。

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TX50 QRP 送信機 送信周波数の悩み (その2) [QRP]

 TX50 QRP 送信機 送信周波数の悩み、その2です。

前回、Xtal の発振周波数がずれている事を書きました。

そこで、3rd オーバートーン発振回路を作り、別途 購入した 50.620MHz の Xtal から周波数が合うものを選別する事を考えました。

作った 3rd オーバートーン発振回路はこれです。
DSC09399.JPG
回路は 渡辺 明禎 (著) 「トランジスタ回路の実用設計 (ハードウェアセレクション) 」を参考にしました。
これの P. 205 にある回路で作ったのですが、発振しません。 Xtal のコレクタ側端子に触れると発振するので、そこに 5pF のコンデンサを追加したところ、安定して発信するようになりました。

購入した Xtal は、HC49U と HC49US です。
周波数カウンターで周波数を測りながら、コイルのコアを調整し、コアの位置が抜けすぎないところで、低い周波数で安定しているところを探しました。
その結果です。
1-table.jpg
どうしても 2kHz から 3kHz 高くなります。

Xtal を B - C 間に入れるのではなく、B - Earth 間に入れ、トリマーコンデンサを入れて調整できるようにした方が良いかもしれません。

どうしようか、思案中です。



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APRS ビーコンを出してみた(巡礼峠 ~ 白山神社 編) [APRS]

 今日は、巡礼峠 から 白山神社 まで歩いてきました。

その間の APRS ビーコンの状況です。
1-aprs.jpg
樹林の中の道が多かったのですが、かなり良く ビーコン が捉えられています。

直接、電波を受信した局です。
2-station.jpg
千葉、川崎 に届いていました。
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