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。

2023年04月

JR-310プチレストアその12

FM復調ワイス検波用のIFコイルをトロイダルコアで巻きましたが、結果は巻き数が全然足りてませんでした。形状も小型のトロイダルコアであった事で、150pFのコンデンサでの共振周波数は高くて約4.040MHzでした。1桁周波数が高いです。ちなみにコアの巻線固定でのネジロックはダメでした。なので全部拭き取りました。金属ネジの金属接合部にて空気の供給を断つことによって硬化とありました。嫌気性接着剤のため、はみ出した液は硬化しません。とも記載がありました。使う前に使用方法を見て確認してれば、使わなかったと思います。が、試しても悪い方法ではないと思っています。Hi!。
間に合わせとして、木工用ボンドで固定しました。

■ネットワークアナライザー接続で共振周波数を測定
150pF-rezonance-freq

■同調コンデンサ150pFでは4MHz台の共振周波数
rezonance-freq

103のコンデンサでようやく450KHz台に共振しましたが間に合せではやはりダメでした。
430pFのバリコンと150pFの並列でこのトロイダルコアは1.5MHzから3.6MHzまで共振範囲がとれましたから1.8MHz,1.9MHz〜3.5MHz下側のアマチュアバンドで使用できそうな感じではあります。転んでも、ただでは起きませんHi!

なので、別のコアの準備と巻きなおしが必要な為、IFT作製交換でのワイス検波のテストは、一旦保留にすることにしました。

予定にあるトーンデコーダICによるFM復調回路を組んでみました。海外のWEB情報には結構実験してる記事がたくさんありました。JAの方((仮称)計画無計画)も、数あるFM復調回路の案の中にいれている回路の1つです。

私が参考にした海外のWEBです。


手書きの回路図では、TrによるIFアンプもついているので、ゲインが足りない場合はBufferとして追加も予定しています。私の場合はTrでなくFETのIFBufferとして追加します。
手書き回路図は親しみがあっていいですね!
Screenshot from 2023-04-22 03-08-02
■回路は567だけなので、簡単に組み上がります。大きなLEDはロック確認
用で繋いでみました。
NE567-FM-AM-002

■組み上がりトーンデコーダーFM復調回路(AM復調回路)
NE567-FM-AM-001

先ずはバッファーなしでトーンデコーダー回路のみで接続確認して見ます。理由は、この回路にて455KHzの入力キャリアレベルを下げて、567のロック状態を確認してみました。かなりの小信号レベルで十分ロックがかかりました。455KHzのIF信号レベルが強い場合は、十分なロックがかかると見込んだからです。(結構JR-310の455KHzのIF出力信号レベルは十分あります。)回路にはありませんが、8ピンに抵抗付きでLED電源に接続するとロック時に点灯するので便利です。ただし、IF信号レベルが大きい場合は低い周波数でロックが外れても光ったままになっています。高い方はロックが外れると消灯します。
IFの入力レベルで、ロックする帯域幅が変わりました。なのでIFのレベル調整はしたほうが良いようです。

■455KHz IF周波数を可変してのPLLロック確認テスト
FM-DECORDE-pll-lock-test

NE567のデータシート(英文)をWeblioで英訳した8ピンの仕様です。
--和訳-------------------------------------------------------------------------------------------------
主要な出力は、中立の出力トランジスタ・コレクター(ピン8)です。
帯域内入力された信号が存在するとき、このトランジスタは、飽和させます;
完全な出力流(100mA)で1.0ボルト(通常0.6V)未満のそのコレクター電圧。
----------------------------------------------------------------------------------------------------------

簡単な回路なので、ボードに組んで、上記の様に簡単なレベルテストは終了です。
JR-310に繋いでFM復調がうまくできるか確認するのかがとても、楽しみです。AM復調もあるので両方試してみたいと思います。

つづく?


JR-310プチレストアその11

JR-310の受信モードFMの追加を455KHzのIFでのワイス検波を行いましたが、しっかりとFM変調は復調出来ますが、受信ダイヤルを若干ずらしたりすると、よく復調できたり出来なかったりがあります。やはり検波特性があまり望ましくないといった感じです。使用したIFTの調整を行っていても、受信周波数のジャストポイントでは検波特性カーブがリニアでない為か、セラミックフィルタの通過域内でも復調音声に歪が出たりします。小レベル時の検波特性がリニアでない事で、歪が発生しているのではないかと思います。先ずは原因として考えられる事として、間に合せのセンタータップでないIFTを使ったことでの合成した検波特性の総合特性のアンバランスが歪となって出てきているのではないかと思います。ダイオードの中心周波数での2乗特性が通常は合成でリニアになるのですが、IFTの上下の共振周波数のズレのため、合成特性がリニアになっていないのでは?と言うことです。

■455KHz IFTの端子間巻き数
1−2:巻き数 64Turn
2−3:巻き数 48Turn 

上記の復調特性を安定させたいため、コイルを自作することにしました。
IFTを巻くのは、かなり大変なので、トロイダルコアを用いて、トリマコンデンサとコンデンサの並列で455KHzにアジャストする方式です。IFTではポットコアで共振周波数の調整が出来ましたが、トロイダルなので、トリマコンデンサとなります。

参考にしたWeb情報は下記になります。

そのワイス検波の回路図です。下記の21t、21t のトロイダルコア使用部になります。
fmdetcircuit
上記ではトロイダルコアにFT-114-43を使っていますが、手持ちの関係で30〜40年前ぐらい?に買ったアミドンのT-68-2コアを使用しています。5個入りで当時900円でした。当時調べて書いてある使用周波数帯も少し高めの500KHzから10MHzまでの様ですが、455KHzでも大丈夫でしょう?少し間に合わせ感が.......!

CIMG0030

巻線は手持ちに配線様(巻配線様)を使いました。耐熱効果のあるホルマル線はないので、これも本当に間に合わせです。直径はデジタルノギスで実測で0.57mmです。少し太めかもしれませんが、巻いてみると案外いい感じに巻けたと思います。硬い線なので巻いても、すぐ緩みがでるので、また間に合わせですが、ネジロックでコアと線を固めてみました。LOCTITE製のねじロック243を使いました。ネジなどの鋼の場合は10分で硬化、24時間で完全硬化とありました。鋼製のネジでないものでは上手く固まらないかもしれませんが、硬化するか、硬化してる場合、線がほどけないかは、明日確認してみます。線が緩む場合は、他の接着剤を使います。

CIMG0029

割り箸側がセンタータップで、両側の巻き数比が同じになりますから、検波特性がどうなるか楽しみです。
上手くいかなくても、上手くいっても、また別のFM復調方法も確認して見たいと思っています。
まず、その1つは、FM復調でIFTをつかわない、PLL トーンデコーダICによる位相検波を利用した方法です。これはf0を455KHzの周波数で固定したFM復調です。常にIFT信号でロック状態での使用。通常のトーンデコーダーをCWなどで利用時はロックする周波数f0が動きます。2つ目はディレイ素子でのFM復調です。IFは10.7MHzです。3つ目としては、デジタル方式で、1.26MHz、1.96MHzといったIF周波数でのパルスカウント方式のFM復調などです。パルスカウントFM復調はサンプリング数での元変調の再現性の関係で?最も低い中間周波として1.26MHzがギリギリのようです。(1.26MHzと1.96MHzがメーカーのFMチューナーで使われているFM 復調IF周波数)JR-310のIF 455KHzでは、MIXで上記の周波数域に周波数コンバージョンアップでもしないとパルスカウント方式のFM復調はできないと思います。そのままの455KHzでは無理です。

上記の各FM復調(検波)方式の情報を咀嚼し、実験できるものはやってみようと思っています。特にYOUTUBEにあったディレー素子(ゲートIC)とEX-ORでのFM復調は面白そうなので、ハードのみでのFM復調方法という事で、現在情報を整理しテスト準備をしています。パルスカウント方式のFM検波特性はリニアな検波特性となるので復調音声の再現性が確かな点が素晴らしいと思います。FM復調音声の歪がとても少ないのがFM放送受信器(FMチューナー)で使われる理由の一つなのがわかります。


つづく?

JR-310プチレストアその10

JR-310の今後のレストア予定の内の一つのFMモードの追加を行いました。既にFM復調回路の実験を行うべく、まずは455KHzのIFTをジャンクからいくつか出してきました。素性は455KHzのIFTであることとコアの色が黄色、白、の2種類です。トランジスタラジオ用としてアルファベットのA、B記号がついているものです。どうブログのその6に10mm角455KHz中間周波トランス(IFT)によると黄色コアは初段用のIFTで白色コアは2段目用というものです。まず断線がないかをテスタで確認し、内部取り付けのコンデンサが大丈夫かをコイルの共振周波数をネットワークアナライザで確認しました。
1-2-3の端子の1と3間に共振用コンデンサがついています。
ネットワークアナライザではマグニチュードでスルーキャリブレーションをとり、減衰量と共振周波数を見ます。
入力と出力端子をつなぐと、ネットワークアナライザの0dBの位置にレベルキャリブレーションされ全周波数域が0dBとセットされます。この状態で入力と出力のグランドを繋ぎ、ポート1芯線を1端子にポート2の芯線を3端子に繋いで測定です。SCALEAUTO SCALEを押すと、最適化表示されます。とても便利ですが、表示特性が気に入らないときはマニュアルでレンジ、帯域、スィープタイムなどを変更して自分の好みに表示を変えたりします。

一番右上の SCALE ボタンです。
NETWORKANALYZER1

ディスプレー上のボタン位置の AUTO SCALE を押すと最適化表示されます。
NETWORKANALYZER2
測定時の画像を撮るのを忘れましたので、文章だけです。
測定回路に直列で並列回路が入るので、共振周波数ではインピーダンスが最大となり信号は通らなくなります。このように共振周波数では減衰量が最大となります。並列共振回路状態を直列にてネットワークアナライザで見る場合です。谷のように表示されます。谷の底に相当する点が共振周波数です。
これでコンデンサの生きている事が(共振している)確認できます。ついでにコアを回して共振周波数が455KHzプラスマイナスの範囲で調整できていることも確認しておきます。
(通常の使い方(IFT)では並列共振回路が回路中に並列に入るので共振周波数点および近傍のみを減衰させずに通しそれ以外の周波数以外は減衰させる特性となります。)

上記のように確認して、455KHzのIFT(中間周波トランス)は準備できました。使うのは白色コアのIFT(2段目用)です。本当は、1-2,2-3間が等巻き数比なのがいいのですが、間に合わせなのでそのまま使うことにします。(WEB情報でもAMラジオ用のコアを使って作成したFM復調回路もありました。)
ものの、ついでに上記のネットワークアナライザで手持ちの7mm角IFT、10mm角IFTのすべての共振コンデンサ付きのものも確認してあります。コンデンサがないものは200PFをつけた状態での参考共振周波数として確認しました。確認したものは小のチャック付きポリ袋にマジックで周波数とコア色等を書いて保管です。これをやると次に目的のIFTを探す手間が省けます。ついでのついでに手持ちのCFV455E10などの中間周波数用のフィルターも確認しました。フィルターは共振帯域が通過帯域なので減衰が少なく、帯域外が減数量が多い山型の特性になります。

まずは部品の準備でIFT以外は直ぐに集まります。1N60 ゲルマニュームダイオード、抵抗、コンデンサ半固定VRなどです。後は、ブレッドボード、配線用線材、後は小容量の配線用小型バリコンなどです。
FM復調回路のワイス検波回路図は簡単で、ネットにたくさんあるので、省略します。

■FMモード用ワイス検波復調回路のボード配線状態
FM復調ーワイス検波回路

■JR-310とのFM復調回路の接続
JR-310とFM検波回路の接続

■JR-310のIFT3との接続C(小型バリコン)
真空管IFTからの接続C

FT-2000Dを10W出力のナローFMでダミーロードをかませて、JR-310の7MHで復調できるか確認しました。復調はできますが、JR-310との接続Cが大きすぎて以下の問題が出ました。
バリコンのローターが全部抜けきった状態でないと、本体のSメータレベルが下がってしまいます。
FM検波はバリコンが入った状態で良好です。Sメータが下がった状態では使えません。対策としてJR-310との接続は微小容量で結合し、ワイス検波回路の前にバッファーを1段追加することにします。結合容量がSメータに影響がでない微小容量コンデンサとなり、ワイス検波回路に入るレベルは、入力レベルが下がった分をFET(2SK19GR)で455KHzのバッファ1段追加です。
FETは古い2SK19GRが結構あるので使いました。今時では2SK241、2SK125当たりがいいのではと思います。2SK125を使う場合は足配列がマーク正面にてSGDで2SK19と2SK241の場合はDSGと異なるので、互換使用時は注意が必要です。Hi!

■JR-310のIFT3との接続Cの変更
接続Cの変更
結合用コンデンサの容量を減らしました。Sメータレベルへの影響はなくなりました。

■1段の455KHzのFET バッファ回路追加
455KHzFETバッファ

■結果:455KHz IFのFETによるバッファを1段入れたことにより、ワイス検波も安定動作、FM復調できるようになりました。結合Cを小さくしたので、もちろんSメータレベルはSSB、LSB・CW、AMとのFM復調回路が追加されたことによるSメータのレベル差は出ていません。バッファ追加対策、成功です。実際のFM送信でのFM復調確認も行いました。
FT-2000DのFM送信もナロー、ワイド送信時ともに良好に復調しました。

ひとまずFM復調回路はOKとします。

動作回路のPCB作成のためのCADパターン化がありますが、LINUX(UBUNTU 22.04LTS)のバージョンが必然的にアップされてしまったので、切削アプリもCADもインストールやり直しが必要なので、やることが多くて困っています。Arduino用のプラットフォームはインストール動作確認まで完了しています。
まだなのがペイント系のソフトとCADです。Windows VistaでUbuntu22.04ltsが復旧でインストールできたという、うれしいこともあるのですが、Ubuntu18.04ltsで使用してたアプリの設定が残っています。とても、厄介です。ハイスペックのWindows10Proのデスクトップも新しいのも購入してあるのですが、この設定もまだ、出来ていません。ネットサーフィンぐらいしか試してません。Hi!


つづく?


JR-310プチレストアその9

JR-310の今後のレストアする内容をちょっと考えてみたので、できるか?またはやるかやらないか、やれることか?は特に気にせず、以下のことが、できたらいいな、だったらいいな、的な面を主体にまとめてみることにしました。ブログを書きながら、頭に思いついた事をただ、書くだけですがHi!

1.ゼネカバ受信対応化
2.10mバンドを29.1MHzから29.0MHzからに変更(600KHz範囲を500KHz範囲にし、全バンド統一)
3.FM受信モードの追加
4.FM受信モード追加後のSQ機能の追加
5.FM受信時の周波数をステップ周波数10KHz、または20KHzでチャンネル選択化できるようにする。
6.WARKバンドの追加(10.0MHz、18MHz、24.5MHz) (ゼネカバ化に含まれる)
7.0.5MHz、1.0MHz、1.5MHz(180mバンド含む)中波帯の受信周波数の追加(ゼネカバ化に含まれる)
8.VFOをESP32DevKitCでDDS化する。(局発のArduinoNANOとは別に)
9.VFOのDDS化ついでに、シリアル通信でのHAMログ対応化
10.周波数のデジタル表示(これはDDS化で対応可能)
11.IF SHIFT機能の追加
12.NOTCH機能追加
13.周波数メモリ機能追加
14.SDRでバンドスコープ追加

まず、容易に頭に浮かんでいる内容ですが、まず、少し調べないとやれないことは、1、11、12、13の項目ぐらいです。2は、単純に局発周波数の変更ですみます。Hi!  他は、今までの過去の制作実績がありますから、問題なく可能です。3と4に関しては今現在実験を始めていますので、まず、調べた情報より問題ないと思っています。回路図だけ出来ているだけなので、本当に回路をJR-310に追加してFM受信復調し音声きれいに受信できるかは、これからですが!また、追加はAMのモードSWのANL回路出力をはずして、FMの復調出力をモードに切り替え接続することで回路構成上はすみます。しかもAMのIF中間周波出力がそのままのWIDEなので、FM帯域には都合良いです。ただSWでNARROW側にも切り替え出来ますが、実際の復調時の音声は帯域が狭いIFでは良い音は望めないと思います。
1.のゼネカバ受信対応はJR-310は受信RF回路は同調方式なので、対応しやすい内容かと思います。局発さえ用意できれば、各バンド近傍の周波数は同調を容易に合わすことが可能と思います。ただ、現状のバンドSWの回路数に限界があるので、回路数以上のバンド数となると、バンド追加方法を検討しなければなりません。なので、調べないとやれないになります。1バンドの追加ならばバンドSWの空き(AUX)で問題なく追加できます!
まっ、色々とありますが、細かいことは、今後新たに時が来たときに、考えることにしましょう。
今、これからの夏場の10mのFMをこのJR-310で受信したい思いがとても強いので、試作テスト、実験を進めています。そうそう、6mのコンバーターもついていますから、こちらのEスポもFM、SSB、CW、AMもフルで受信できますね!
ちなみにFM復調はワイス検波方式です。ワイズではないそうです。455KHzのIF信号を455のIFTで受けてワイス検波してFM復調します。先に書きましたが、ちょうどセラミックフィルターと中間周波トランスのNARROWとWIDEがあるので、WIDEのときのIF出力からワイス検波回路がつながる様にします。AMのANL切り替えをはずして、ワイス検波復調信号をつなぎます。ANLのポジションがFMになります。

つづく?

JR-310プチレストアその8

JR-310受信器の受信用のセラミックフィルターも上手く取り付け動作してくれています。ここで、プチレストアのメインである、ArudinoまたはESP32DevKitCの組み込みをするに際して重要なDC電源について考えて見ます。JR-310は真空管がメインの回路で、一部半導体トランジスタ回路もありますが、回路を見る限り、Tr、FET半導体のVFOは真空管用の+B電源のDC150Vを抵抗通しての9VツェナーDiodeでの9VDCの電源や、高圧電源回路の全波整流後のDCを抵抗分圧にて11.5Vとしてキャリア発振回路の電源として利用している回路です。追加するArduinoNANO,またはESP32DevKitC用の電源としては用意されてはいません。なので、作る必要があります。そこでソースとして考えたのは電源トランスの真空管のヒータートランス用のAC電圧6.3Vです。これに目を付けました。

JR-310の電源回路
JR-310-POWER-CIRCUIT

パイロットランプ電球も2個ありますが、いずれはLEDに変える予定でいますから、電流容量としては真空管6個分のヒーターへのAC6Vの供給のみです。パイロットランプの電流分は十分に半導体電源にまにあうかと!ここから半端整流で平滑し、先ずはそれをLM317の可変DC電圧安定回路に供給し変換出力電圧DC5Vを用意します。まずはと言ったのは、現状の半導体回路のVFO用にも考えると、DC5Vでなく9VDCとして使い、別に単品レギュレータ5VでArduinoNANOまたはESP32DevKitC用に別途用意することも考えているからです。既存の半導体VFO回路の電源は別途用意することの想定です。+11.5Vのキャリア発振TR回路もあリますが、これは、現状のままで使おうかと思います。全部対応させるには、もう少し考える必要はあります。Hi!

LM317のユニット(ヤフーオークションで2個買いしたものの1つ)
DC-REGULATOR-5V
ちなみにDiode1本での半端整流では、LEDのかるい負荷でもリップルがひどくてそのままでは不安で使えません。なのでLM317の電圧可変型の電圧安定化ユニットを使いました。この出力負荷ではリップルは問題ありません。写真には載せませんでしたが、半端整流用としてチョーク相当のインダクタも使う予定です。

つづく?
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