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長波受信用バーアンテナ FET アンプを追加してみた [SWL]

 先日の長波受信用バーアンテナに FET アンプを追加してみました。

見事に発振しました。

長波受信用バーアンテナに RF Active Probe を繋いで、SDR に接続し、60kHz JJY を受信してみましたが、うまく受信できません。それらしい信号があるのですが、どうも違う信号を受けているようです。

そこで FET 1段のアンプを付けてみたところ、見事に発振しました。(´・ω・`)
発振範囲は前回のスペアナ画像で見ていた範囲と同じです。なので、同調回路としては良いのですが、やっつけで基板にアンプを載せたので対策が取りにくいです。
よってアンプを FET バッファに変えて、外部にシールドをちゃんとしたアンプを付ける事を考えます。
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長波受信用バーアンテナを作ってみた (回路図を追加) [SWL]

 前回、ポンチ絵を書いた、長波受信用バーアンテナを作ってみました。

これです。
DSC09014.JPG

ポリバリコンの容量最大の時のスペアナ画像です。
20220321 01.jpg
60kHz の JJY を受信できそうです。

ポリバリコンの容量最小の時のスペアナ画像です。
20220321 02.jpg
136kHz バンドを受信できそうです。

60kHz に同調した時のスペアナ画像です。
20220321 03.jpg

並列容量を追加して、40kHz まで下限を下げられるようにコンデンサとスイッチを追加してあります。バーアンテナは相互結合によってインダクタンスが大きくなっています。
LW_baranteena.jpg
これを「中華 格安 SDR」基板に繋いで、JJY の受信と 136kHz バンドの受信をしてみようと思います。
最終目標の 17.2kHz はコンデンサの容量がもっと必要なので、道は遠いです。
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aitendo 時計・ラジオ周波数カウンタ(V3)を作ってみた [SWL]

 「TFM-110D にラジオ・カウンターを付けたい」で使えるかと、aitendo の「時計・ラジオ周波数カウンタ(V3)」を作ってみました。

組み立てで厄介なのは、メインのチップの取り付けです。
DSC09002.JPG
ピッチが狭く、基板エッジのビアと下のランドを繋がないといけません。

完成して動かしてみたところ。10MHz を SG から入れて 455kHz 下の 9,545kHz を表示しています。
DSC08997.JPG

11MHz の信号を入れると上位桁が表示されません。レンジを切り替えると、10.54MHz と表示されました。う~ん、4桁表示は厳しいですね。
DSC08999.JPG
入力レベルもかなり大きくしないといけません。
DSC09000.JPG
その時の信号です。3Vp-p くらいのレベルが必要です。
DSC09001.JPG
入力信号レベルは置いておいても、4桁表示が残念です。

以前、作った「Frequency Tester 1Hz-50MHz Crystal Counter Meter With Housing Kit」ならば5桁表示なので、この類似品を作って、使う事を考えてみます。
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TFM-110D にラジオ・カウンターを付けたい(その2) [SWL]

 TFM-110D にラジオ・カウンターを付けたい、その2です。

前回のピックアップ・ラインに RF Active Probe を接続し、スペアナで見てみました。
RF Active Probe はこちらに書いています。
2022 0216 02.jpg
やはりデュアル・ゲート FET のソース・フォロワーで受けたせいか、信号レベルが上がっています。
これを IF 周波数の演算機能がある SANCTUS 周波数カウンタ モジュール で測ってみました。
DSC08993.JPG
ラジオ日経(6.055MHz)を聞いたところ。表示にズレがあります。これはインプット信号がノイジーなので少し大きめに出たのではないかと思います。
DSC08994.JPG
TBS ラジオを聞いたところ。こちらの表示は合っています。
DSC08995.JPG

試しに YS Design Studio の周波数カウンターでも測ってみました。
こちらは IF 周波数の演算機能はありません。インプット信号がノイジーなのか、カウント値が大きめに出ています。
DSC08996.JPG

この結果から考えると、SMD デバイスで FET バッファとプリアンプを作り、本体に内蔵した方が良さそうです。また 1MHz ~ 14MHz 帯域の BPF も組み込んでノイズを抑える必要もありそうです。
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TFM-110D にラジオ・カウンターを付けたい [SWL]

 いろいろと TFM-110D を触ってきて、不便に思う事があります。

それは、FM、MW はラジオ局が少ないので、選局に不便な事はありません。
しかし、SW はラジオ局が多く、受信している周波数が分からないと、どのラジオ局を聞いているのか分かりません。そこで、ラジオ・カウンターを付けようと思います。

ラジオ・カウンターを付けるにはローカル発振の信号をピックアップしないといけません。
まずピックアップする個所を回路図から考えてみます。
局部発振回路を見ると、MW / SW は1石で周波数変換と局部発振を行っています。
Pickup.jpg
ここでは、赤丸のコレクター負荷側から信号を取り出す事にしました。
最初にトライしたのはポリバリコンに線を巻きつけてピックアップする事です。
DSC08981.JPG
しかし、取り出せるレベルが低く、実用的ではありません。
202202032.jpg
次に、ポリバリコンへの配線に線を巻きつけてみました。
DSC08988.JPG
こちらでは若干だけレベルが上がりましたが、取り付けた影響で発振が止まる個所が出来てしまいました。
2022 0214 07.jpg
そこで、巻きつけ方を変えてみました。
DSC08992.JPG
こちらだとレベルも上がり、発振の停止もありません。
2022 0214 08.jpg
このピックアップした信号を中華製 LNA で増幅してみました。
2022 0214 11.jpg
これならカウンターで測定できそうです。しかし、ノイズ・フロアも上がってしまいました。

LNA は入力インピーダンスが 50Ω なので、前段に FET プローブを取り付け、実際に周波数カウンターを接続してカウントできるかを試してみるつもりです。
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Sweden's SAQ VLF Alexanderson Alternator Station 受信アンテナを考える [SWL]

 前回、受信できなかった Sweden's SAQ VLF Alexanderson Alternator Station 17.2kHz を受信するアンテナを考えてみました。

aitendo を見ていたらかなりインダクタンスの大きいバーアンテナがあります。
これを複数束ねればさらにインダクタンスを大きく出来ます。
これに容量の大きいポリバリコンと並列に安定度の高いコンデンサを並列に接続してなんとか 17.2kHz に同調させれば受信できないかと考えました。
こんな感じです。
2022_02_10 19_42 Office Lens.jpg
コンデンサには安定度の高いものを選ばないといけないですが、フィルム・コンデンサでしょうか。

これを作っても、受信はかなり厳しい気がします。まぁ、無理かなと。

共振周波数の計算にはこちらのサイトを使わせていただきました。
「ゲルマラジオの試作工房」様、ありがとうございます。
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TFM-110D の FM 受信感度を測ってみた(その2) [SWL]

 TFM-110D の FM 受信感度を測ってみた、その2です。

SNS で測定の周波数偏移は、最大周波数偏移 ±75kHz の 30%、22.5kHz と教えていただいた。
そこで、周波数 86MHz、周波数偏移 22.5 kHz、変調信号 1 kHz の変調信号を入れて、測定し直してみました。
ラジオも、TFM-110D、ICF-SW7600GR、ELPA ER-21T の3台で測ってみました。

〔TFM-110D〕
DSC08968.JPG
DSC08969.JPG
DSC08970.JPG
12dB SINAD は -78.8dBm でした。

〔ICF-SW7600GR〕
DSC08971.JPG
DSC08972.JPG
DSC08973.JPG
12dB SINAD は -72.0dBm でした。

〔ELPA ER-21T〕
DSC08974.JPG
DSC08979.JPG
DSC08980.JPG
12dB SINAD は -70.2dBm でした。

これを見ると、TFM-110D、ICF-SW7600GR、ELPA ER-21T の順で感度が良い事になります。
う~ん、ほんまかいな という結果でした。
55年前のソニー恐るべし、です。
それも FM チューナーユニットはゲルマトランジスタです。
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TFM-110D の FM 受信感度を測ってみた [SWL]

 TFM-110D の FM 受信感度を測ってみました。

「RF ワールド No.13 はじめての無線機測定」を参考に、SINAD で FM の受信感度を測ってみました。
SINAD の測定には、自動歪率計が推奨されていますが、持っていません。
ネットでググると、次のツールが見つかりました。
ComTekk SINAD Distortion Analyzer
アマチュア無線のコールサインを持っていると、割引が受けられます。
まずはお試しで使ってみます。
RF ワールドでは、「変調信号を 1 kHz とし、変調度を 70% にします」とありますが、FM では変調信号が決まってしまうと、その周波数偏移も決まってしまいます。
そこで、FM 放送の規格をググってみました。
それによると、FM 放送の最大周波数偏移は ±75kHz とあります。
また、音声信号の最高周波数は 15 kHz とありました。よって変調指数は 5 になります。
そうすると、1 kHz の信号では、5 kHz の周波数偏移となります。
よって、SG からは 86MHz、周波数偏移 5 kHz、変調信号 1 kHz の変調信号を入れました。
この時の SINAD が 12dB になる SG 出力は -66.5dBm になりました。

〔測定風景〕
DSC08963.JPG
〔SG 設定〕
DSC08966.JPG
〔SINAD 表示〕
DSC08967.JPG


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TFM-110D オーディオ段の周波数特性 [SWL]

 TFM-110D オーディオ段の周波数特性を測定してみました。

構成は
Audio Generator に iPad mini e-scope3in1 の信号発生機能を使い、それを TFM-110D の AUX IN に接続します。
出力は TFM-110D のイヤホン出力を先日作ったオーディオ用ダミーロードに接続し、ダミーロードの両端をミリバルで測定しました。

これが周波数特性です。
TFM-110D_AF-f特性_log-log.jpg
100Hz ~ 2kHz の中音域がその範囲で、まぁ55年も前のラジオなので、こんなものでも良く聞こえます。
前回の TFM-110D の通過域特性 と比べると、低域はだいたい似ており、高域はオーディオ段の方が伸びている感じです。

次は「RF ワールド No.13 はじめての無線機測定」を参考に、SINAD で FM の受信感度を見てみようと思います。
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TFM-110D オーディオ段の歪率 [SWL]

 TFM-110D オーディオ段の歪率を測定してみました。

構成は
Audio Generator に iPad mini e-scope3in1 の信号発生機能を使い、それを TFM-110D の AUX IN に接続します。
歪率測定は WaveSpectra 1.51 を使い、TFM-110D のイヤホン出力を PC の Line In に入れています。

〔iPad mini e-scope3in1 の信号歪率〕
1-eScope-3_1kHz_out.jpg
0.00071% で、今時のディジタル信号処理ならこんなものかと。

〔TFM-110D のイヤホン出力の歪率〕
2-TFM-110D_1kHz_out.jpg
0.34357% で、0.34286% 増えています。
55年も前に作られたトランス結合のオーディオ増幅回路としてはまぁまぁ良い成績なのではないかと思います。
NJM386B が
V=6V, RL=8Ω, Pout=125mW, f=1kHz で THD 0.1%(標準)ですから、頑張っていると思います。
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JJY の「20周年記念カードの発行」 [SWL]

 はがね山標準電波の受信報告を送ると記念カードがもらえます。

詳しくはこちらを。
20周年記念カードの発行について

中華 SDR を使うと受信できそうなので、受信してみようと思います。
前回は 40kHz は受信できたけど、60kHz は受信できていないのでちょっと不安ですが、試してみます。
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TFM-110D の通過域特性 [SWL]

 ノイズ・ジェネレーター N-gen を使って TFM-110D の通過域特性を見てみました。

上はボリュームを絞って周辺ノイズを測ったところで、下はボリュームを上げて、受信しているノイズを表示しています。
1-無音-3.jpg
これを見ると、オーディオの特性がそのまま出てきているみたいです。
このラジオには AUX-IN と EAR 出力があるのでオーディオ発振器とミリバルを繋いで、オーディオ部の周波数特性を見てみようかと思います。
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TFM-110D で KTWR を聞く [SWL]

 こんどは TFM-110D で KTWR を聞いてみました。


MW と SW は、いきなり自励式のミキサーに入るので、他の局の影響を受けます。
トリオ SM-5D のようなプリセレクターがあると、少しは良くなるかもしれません。
次回に試してみます。

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TFM-110D 本番基板を使って組み立て、1台完成 [SWL]

 程度の良いケースと電解コンデンサをすべて交換した AF 基板、電源ラインの電解コンデンサを交換した RF / IF 基板を使って、TFM-110D 1台を組み立てました。

MW の受信音です。

SW は、中国語と韓国語の放送、ラジオ日経が受信できました。
FM は、FM 横浜、FM 東京、NHK-FM が受信できています。ローカルのミニ FM 局は、アンテナの指向性が逆になっており、微かに信号があるのが分かる程度です。これは、ICF-7600GR と遜色ありません。

ただし、ノイズレベルがけっこう高く、AF 基板のゲインがありすぎるような感じです。
これは電池がヘタってきた時にでもラジオの受信ができるようにするためなのかなという気がします。

残った部品であと1台とくれそうなので、組んでみます。
こちらはダメだった FM の AFC が治っているようなので、組んで見るつもりです。
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TFM-110D 本番基板を使って、発振周波数、トラッキングを確認する [SWL]

 今度は、ローカル発振周波数とトラッキングを確認してみました。

ローカル発振周波数は、カウンターで測ろうとしたのですが、レベルが小さくて測れず、サービスガイドにある SG の信号を受信する方法で確認してみました。
MW は、ほぼ狂いがありません。SW も、同様に狂いがありません。

トラッキング調整もサービスガイドの周波数で確認してみたのですが、MW は調整不要で、SW だけ高い周波数側を微調整するだけで済みました。

次は、RF / IF 基板にある電解コンデンサで容量の大きいものを交換して、ケースに組み込む予定です。
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TFM-110D 本番基板を使って、IF 特性を確認する(写真を差し替え) [SWL]

 TFM-110D で本番用の基板を使って、IF 特性を確認してみました。

スペアナのスクリーン・ショットを差し替えました。
今回は邪魔なメッセージはありません。

前回の「TFM-110D FM 受信不良基板を使って、IF 調整を試す」と同じように、スペアナの TG 信号を入れて、AF Out に漏れてくる IF 信号をスペアナで見てみました。
1216if.jpg
前回、約3dBダウンの下側が -6.2kHz、上側が +7.5kHz でした。
今回、マーカーのデルタ機能で 3dB ダウンの場所を示しています。
ただしこれは、平坦部から 3dB ダウンしているところを選んでいます。
今回は、約3dBダウンの下側が -5.5kHz、上側が +6.2kHz でした。

次は、発振周波数の調整を試してみます。
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本番用の TFM-110D IF 特性測定結果 [SWL]

 本番用 TFM-110D IF 基板の IF 調整とレシオ検波の調整をして、特性を測定してみた結果です。

〔455kHz〕
MW と SW の IF は、SG からアンテナ端子に 455kHz を入れて測定しました。
455.jpg

〔10.7MHz〕
FM の IF は、FM チューナーブロックからの信号線にビニル線を絡ませ、SG の信号を入れました。
10R7MHz.jpg

455kHz IF は、455kHz にピークが来るように調整しました。
やはり前回同様、上側に帯域が広がっています。

10.7MHz は、サービスガイドの説明で調整すると感度が落ちるので、SG の FM 変調波と実際の放送を聞きながら出力が大きくなるところを探しました。レシオ検波の調整として、これが正しいのか良く分かりません。でも、ローカルの FM 放送が良く入っています。感度は高そうです。

次は、発振調整とトラッキング調整を行ってみるつもりです。
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TFM-110D FM 受信不良基板を使って、IF 調整を試す [SWL]

 TFM-110D で FM の受信が不良の基板を使って、IF 調整を試してみました。

まず、部品取り用の TFM-110D IF 特性測定結果で行ったように、SG から信号を入れて、AC ミリボルト・メーターでメーターの振れを見ながら調整しました。

その後、MW / SW は、SG の代わりにスペアナの TG 信号を入れて、AF Out に漏れてくる IF 信号をスペアナで見ながら微調整してみました。
結果がこれです。
A.jpg
B.jpg
まぁ、なんとか特性は見れました。
次に、10.7M でも試してみましたが、当たり前ですが、信号を見る事が出来ませんでした。

次は、発振周波数の調整を試してみます。
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TFM-110D 仮組試験 [SWL]

 電解コンデンサを交換した AF 部と部品取りから取り外した RF / IF 部を仮組みして音出しをしてみました。

〔SW〕
ロッドアンテナ端子に適当なテスト・コードを繋いで受信しています。


〔FM〕
ローカル FM 放送を聞いています。


ここまで来たら、IF 調整とトラッキング調整もしてみたくなります。
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部品取り用の TFM-110D IF 特性測定結果 [SWL]

 部品取り用の TFM-110D IF 基板の特性を測定してみた結果です。

〔455kHz〕
MW と SW の IF は、SG からアンテナ端子に 455kHz を入れて測定しました。
IF 455kHz 特性.jpg

〔10.7MHz〕
FM の IF は、FM チューナーブロックからの信号線にビニル線を絡ませ、SG の信号を入れました。
IF 10.7MHz 特性.jpg

どちらもちょっとずれていますが、今回は IF の調整を省いて組み立てようと思います。
トラッキング調整は試して見るかもしれません。
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