jl7gmnのblog

yahooブログから移行してきました。アマチュア無線を中心としたブログです。

JR-310プチレストアその25

JR-310のFM復調回路とSQ回路基板の最後のIFTと同調コンデンサを取り付け、基板が完成しましたので、各基板接続し、動作確認を行いました。
DDSは前の基板をそのまま(FM復調回路は電源を使わない接続です。)使いました。電源はAC-DCアダプターを使いました。DC-DCコンバーターで+最終設定電圧+7Vにしました。+1V上げたのは、DDS回路用のレギュレータ供給の前に極性保護ダイオード1本入れてあるため、+6Vではレギュレータ出力が4V台と低めの電圧だったため、+7Vに上げて+5V供給となるようにしました。これで、間違いなくDDS基板のArduinoNANOにはオンボードのレギュレータ+5Vで供給なります。FM復調回路とSQ回路も+7Vで問題ありません。

■JR-310とDDS回路基板+FM復調&SQ回路基板の接続動作テスト
FM-DET-AND-SQ-TEST

動作は本体のJR-310にアンテナを繋ぎ、7MHzの受信での確認です。交信の無い周波数を選び、SGからキャリア信号を入れてSQの動作確認を行いました。

■使用したSGです。MG3601A(0.1-1040MHz)
MY-SG-2

■周波数を7MHzの空き周波数に設定し、信号は直接繋がず、粗結合でおこないました。
MY-SG-1

SQ回路は動作してくれていましたが、SQが効いているときのノイズの漏れが若干ありました。これではSQとしてはあまり良くありません。対策として、SWしているトランジスタTr5のベース・エミッタ間にパスコンC26を(0.01μF)追加しています。それとSQボリューム配線へ手を近づけると誘導でSQ設定変動があったため、対策として、ここにもパスコンC25(150pF)追加しています。これらの対策を基板へは半田面にて、追加配線してあります。

■回路修正
FM-DET-SQ-ADD-PASS-CON

■CAD EAGLE修正(BOTTOM ボード)
FM-DET-SQ-ADD-PASS-CON-BOARD

SGでのSQ回路動作確認そして、回路修正実施後に実際のトランシーバーでFMワイドとナローの送信をして、それぞれのFM復調回路動作の確認です。確認は単にIFTの同調調整です。SGでも良かったのですが、実機のFM音声信号で確認する方が確実です。IFTの調整は単純に同調を取るだけです。(音量が大きく明瞭に聞こえる(復調する)様にコアを調整)
FM送信ワイド、ナローともに復調、問題ありませんでした。

若干の動作確認で問題も2つありましたが、時間もさほどかからずに対策実施できて、動作確認は完了しました。

別途、動作確認も終わったので、EAGLE CADで第一局発用DDSとFM復調回路を単独の第一局発DDS回路にする修正も行いました。

■DDS回路修正(DDS回路のみ)単にFM復調回路全部削除するだけの作業です。
DDS-ONLY

■DDS回路 基板修正
電源の入力だけ位置を修正してあります。
DDS-ONLY-BOTTM

最終のJR-310への組み込みでは、このDDS回路基板で行いたいですね。

ツイートは要約された、簡潔な文面ですが、、ブログ機能にTwitter投稿機能がついてましたのでまるごとブログ放り投げで使い始めました。ブログなので内容的にはツイートでは無いですが! m(_ _)m !

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つづく?

JR-310プチレストアその24

JR-310のFM復調回路のノイズ周波数帯の共振回路について、文献情報だけでただ共振回路であれば良いとあまり気にもせずに手持ちの中から部品を選び半田付していましたが、共振回路なので、少し気になり使用するコンデンサによる共振の鋭さ、いわゆるQの違いをネットワークアナライザーで確認してみました。既にはんだ付けした、中華製造のコンデンサは、ノイズを通す為の通過用の共振回路(共振時インピーダンス最大)としては、ノイズ帯域以外の成分も通してしまう要素が多くなる為、あまり好ましくありません。使用するコンデンサを数種類確認した結果、中華製のコンデンサは、交換することになりました。

【中華製セラミックコンデンサ】
MADE-IN-CHINA

【中華製コンデンサの共振回路特性】
ネットワークアナライザーでは減衰特性として共振回路測定
(実際は信号ラインとアース間に入る並列共振回路ですので通過帯域特性動作となります。)
MADE-IN-CHINA-KYOUSIN

【日本製コンデンサの共振特性-1】
スチロールコンデンサ(Styrene Capacitor)
C-CHANGE-STYRENE-NO1

【日本製コンデンサの共振特性-2】
セラミックコンデンサ(Ceramic Capacitor)
C-CHANGE-CERAMIC-NO2

【日本製コンデンサの共振特性-3】
セラミックコンデンサ(Ceramic Capacitor)
C-CHANGE-CERAMIC-NO3

■交換するコンデンサ特性-3(容量が0⃣.022μFですが、0.01μFx2で対応)
スチロールコンデンサは特性では一番良いのですが、サイズが大きく、マウントを考えると使えません。
交換セラミックコンデンサ共振回路

■基板上での共振用コンデンサ交換後
(基板に後からコンデンサ1個分追加穴あけ実施しています。)
基板追加C共振

■基板パーツ取り付け状態(残り455KHzIFTと共振コンデンサ1個)
現況PCB

もう少しでパーツ全部半田付完了です。
今週末には、動作確認できそうです。

1N60のダイオードの半田付前の加工でリードを曲げているときにガラスを割ってしまっています。リードはガラス部に応力が加わらないように注意して加工する必要があります。メーカーなどはリード部をぐるっと丸めて輪を作り工夫をしていた事を思い出しました。水平で短い間隔のマウントはやめて、長めのパーツを選ぶか、いっそ、ラジアルタイプのパーツとしてマウントするのが良かったかもしれません。

つづく?

JR-310プチレストアその23

JR−310の第一局発のDDS化とFM復調回路追加基板はすでに出来上がっていましたが、思うことがあり第一局発ArduinoNANO-DDS基板と、FM復調回路とスケルチ基板を一体化した基板に分けて作製し直しすることにしました。早速CNC切削マシーンを使い作製開始します。DDS基板は別途作り直すかは思案中です。ものと基板からIFバッファー回路とFM復調回路を取り除けばそのまま使えるので、ひとまず、FM復調回路とスケルチ基板のみ作り直しします。電源の問題は、別途検討継続中です。

【Bottom切削時間】約3時間24分
bottom-finish-time

【ドリル穴開け時間】22分30秒
hole-finish-time

【基板アウトライン切削時間】4分44秒
outline-miling-time

パスは5回でしたが、X,Yのスピンドルスピードを120mm/secと若干速めに設定したので3時間台でパターン切削終了しています。(仮の穴あけも入れてです。)

【TOP VIEW】切削直後
TOPVIEW

BOTTOM基板切削後のパターン状態です。研磨後との比較してみました。(研磨は砥石と研磨剤としてクレンザーを使っています。)

【切削直後ー研磨前】
BEFPRE

【研磨後】
AFTER

研磨後に基板取り付け穴や、IFTケース穴を別途ドリルで拡大穴あけが残っています。基板を枠から取り外してヤスリがけ、そして、スペーサー金具取り付けし、フラックスをぬります。その後で、各パーツをマウントし、半田付です。他にも検討中や保留事項がたくさんあります。それにしても、基板作製は作業が結構あります。実は、それが楽しいのです。 Hi!

つづく?

JR-310プチレストアその22

JR-310用に追加した1’ST局発DDS回路とFM復調回路とスケルチ回路基板が一通りできて、動作確認もほぼ完了していますが、ふと、1’ST局発のDDS回路とFM復調回路が同じ基板になっていると、局発の発振信号とIFバッファー回路及び復調回路が同居では、信号処理上適切ではない思いが強く気にかかっていたので思い切って、1’ST局発のDDS回路から復調回路を抜き、単独基板だったスケルチ回路と一緒の基板にまとめることにしました。新たな問題が出てくる可能性も少しはありますが、ブレッドボード上でのラフな配線でもシールドでは、若干考えさせられる事もありましたが、信号線を同軸ケーブルを使うことで、かなり安定した動作をしてくれるようになりました。それ以外として、JR-310のIF出力を少容量でFM復調回路に入れるのですが、これは、使用している真空管の高周波増幅部が少し発振気味で動作していた様で、IF信号出力が多く出ていたようです。(受信信号を最大になるようにバンド調整用のトリマコンデンサを調整した場合にRFのバリコンをまわすと発振することがありました。)発振しない真空管の選別をして交換したところ若干IF信号レベルが減りました。このため新たにFETのIFバッファ回路を追加する必要が出てきました。この追加のIFバッファアンプを入れることで、今までのノイズの信号処理もより動作が良くなりました。特にスケルチのノイズ検出と信号が入った時のスケルチオープンのレベル動作が改善しました。弱い信号でも十分にスケルチ検出できるようになりました。基板をまとめた回路にも、このFETのIFバッファ1段追加してあります。
早速、いつものイーグルCADで回路図のお絵描き開始です。使用してたパーツも同じものですので、回路図作成もさほど時間はかかりません。パーツコピー多用で、即出来上がります。FM復調回路とスケルチ回路を同一基板にまとめたことにより、今までの1’ST局発DDSおよびFM復調回路との間の配線と接続コネクタ類は2つも減りましたから、まとめた結果として福音的に良い方向への対応となりました。

【FM IF-BUFFER & FM復調回路 & SQ回路】
JR-310-FM-DET-AND-SQUELCH

【BOTTOM ボードパターン作製】
JR-310-FM-DET-AND-SQUELCH-BOTTOM

元々がSQ回路のみでしたので、100mmX80mm上はスカスカでしたが、FM IFバッファー回路とFM復調回路を入れても、まだまだ基板は、スペースが残っています。

今回はパーツの間をパターンを通すことをしたので、ジャンパーワイヤーはありません。
余裕があるくらいです。

FUSION360でのWeb上でのモデル表示のボードとパーツ表示、回路図、ポリライン(パターンとシルク、外形切り抜き)の表示をさせてみました。パーツを適当に選んでいるため3D図面の無いものは、四角形や長方形表示されています。IFTコイルは自作したので、3Dデータの立体でなく2次元の四角形表示です。出来上がり基板にパーツを載せた状態のシミュレーションができます。Hi !
3Dでの回転もできます。また、分解モデル機能で部品をボードに載せるまでの動作もプログレスバーで動かしながら見れるという機能などもあり、面白いです。


FUSION360-BOARD
抵抗とコンデンサは適当に回路図記号で選んだため3Dのモデルが無いもののため、長方形表示となっています。FET、トランジスタ、LED、ヘッダーピン、ダイオードは3Dモデル付きパーツでしたので3D表示されています。1N60のダイオードは整流用のダイオードパーツを使ったので整流用ダイオードの3D表示です。3D表示も自分で作成はできるようです。

360FUSIONでの回路図表示です。配線ラインが黄緑は見づらいです。
FUSION360-CIRCUIT

ポリラインでの表示のなからか選んで、選んだものを組み合わせての表示もできます。
FUSION360-MODEL-POLYLINE


3Dでの基板のパーツ状態は出来上がりイメージを想定できるので、とても参考になります。

つづく?

JR-310プチレストアその21

JR-310用の第一局発用のDDS−OSC基板が出来ましたので、実機接続で確認してみました。すでにブレッドボード時に確認済みですが、基板作製後の受信機と繋いでの動作確認は初めてです。

■JR−310とのドッキングでのDDS-OSC 7MHz設定受信確認
JR-310-DDS-OSC

7MHzの受信です。全く問題はありません。

第一局発用のDDS-OSCが上手く動作してくれました。次のステップはSQ回路の基板切削です。用意していたパターンを早速切削開始しました。パターンが簡単な分切削に掛かった時間は短めです。

■BOTTOM パターン切削時間:約1時間48分
SQ-BOTTOM-PATTERN

■ドリル穴あけ時間:約12分
SQ-DRILL

■外周切削時間:4分
CIRCUMFERENCE-MILLING

■BOTTOM パターン切削後研磨実施した基板 
4回切削にしましたので、ランドが結構削れずに残っています。やはり5回ぐらいにして
不要なランドが残らない様にするのも一必要の様です。不要な後処理(不要ランドを削る作業)
が減りますから!この後不要ランドを削っています。Hi!
SQ-BOTOM-PATTERN

後処理が終わり、部品を実装しました。
■半田面です。
SQ-BOTTOM-SOLDERING

■上から
SQ-001

■横から 1
SQ-002
■横から 2
SQ-003
■横から 3
SQ-004

■横から 4
SQ-005

SQ基板の実装がおわり、各端子との線材を準備してコネクタにはんだ付けし、JR-310とDDS-OSC&FM復調回路とのドッキング調整開始です。

■各基板の配線と調整実施
SQ-AND-FMDET

最初の確認はDDS-OSC基板の中のFM復調回路です。
基板単体でSQ基板とは接続せずに電源を繋ぎます。そしてIF信号線をつなぎます。FM検波出力に単純に検波信号が出てるかの確認です。確認はオシロスコープを使います。それと、IF一段のバッファー出力も出ているか確認です。次にSSG出力を受信機のアンテナ端子に繋ぎFMの信号を入れて基板上のFM検波用455KHzIFTを調整します。このとき受信機のAFアンプに検波出力を繋いで、受信音も確認します。
FM復調回路もIFバッファー出力もブレッドボードと同じで問題はありませんでした。

SQ回路とのドッキングです。調整はSQレベルの調整のみなので、オシロスコープでノイズ検出
回路を確認します。まずまず動作はOKでした。が、ドッキングでの確認で、3つほど問題が見つかり
ました。

1つはJR-310のWIDEとNARROWの切り替えで6BM8のカソード電圧が一瞬ドロップするため、ArduinoNANOにリセットがかかるという状態が起きる状態がありました。電源電圧がドロップ(瞬断的案動作)は好ましくありません。やはり、別に安定専用電源を用意するのが正解のようです。JR-310の真空管回路でのトランジスタ供給の電圧は高圧を抵抗で分圧供給なので、これは使いたくありません。

2つ目は、1とも関係があるのですが、DC−DCコンバーターを使って6BM8のカソード電圧約10Vから+6Vを得るのですが、カソード電圧からでは、+4.5Vぐらいまでしか上げれず、それ以上の電圧にはVRで調整できない状態。このためSQ回路は動作はしてるが、初段のIFアンプでのノイズレベルが少し少くなり、かろうじてSQ設定できる状態。

3つ目というか、6BM8のカソード電圧は電源投入時点では動作しないため、真空管が動作してから電圧発生するので、動作はしてくれるが、じわじわ電圧が上がるので、好ましくない動作となっている。
根本的に6BM8のカソード電圧は使えないということです。

電源用のAC-DCコンバータ(出力プラスマイナス15V)があったと思うので、これで試してみたいと思います。だめな場合はAC-DCアダプターを1個利用したいと思います。

電源はArduinoNANA用の+5V、FM検波回路用の+6V、同じくSQ回路野+6Vです。
ArduinoNANO用の電源は+5V用レギュレーターICを使っているので、ソース源としては8V以上は必要ですね。DC-DCコンバーターでの+6Vは+8V電源入力で問題なく設定出来ることを確認済みです。+15Vでの電流容量が足りるかどうかの確認になりそうです。

だいぶ形になってきましたが、電源が根本的な問題となるとは思っていませんでした。まだまだ検討は続きます。

つづく?

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