ADX-Sの製作 【2023.7.22】 |
春の連休の頃だったと思います。デジタルモード専用のQRPトランシーバが発売されると聞いて興味を持っていました。ちょっと前にQDXなる同じくディジタルQRP TRXをキットで組み立てたことがありました。当時はLPFのスイッチがらみで少し躓いたのと、Teensy4.0に夢中だったこともあって、とりあえず完成したあとは、そのまま積みっぱなしになって、全く手に触れることは無くなってしまっていました。
どうも興味が続かなかったのは、中身がまるでわからないという理由だったのでしょう。作って受信してTXパワーをダミーで確認して、はい、おしまいという感じでした。今回も作成途中でなにかトラブれば、同じ轍を踏むことになりそうです。
と、初めからのネガは止めてとりあえず組み立ててみることにしましょう。
春の連休はじめに注文すると、5月中旬には届いたようです。
キットの様子
開けてみると基板と外板で3枚の基板構成です。昨今のこの生産国の様式に則って、基板達を支柱で接続して操作盤を作るという手法ですね。こういう形だと、「気に入ったら上手くケーシングしたい」という私の好みを満たせないので、実はあまり好きな方法ではありません。埃も入りやすいし・・・(笑)。
部品表
次にやらなければならないのは、梱包品の部品チェックです。アノの国のキットということで、あまり期待していなかったのですが、今回は全く過不足がありませんでした。これには驚きました(本来あるべき姿で、別に感心するような事でもないのですが)。
部品搭載基板の表面
基板に部品を搭載してみました。チップ部品が無いので作るのは大変楽です。これはグッドポイントですねぇ。数時間もあれば完成してしまいます。途中のチェックも最小限で、よく考えられています。
部品搭載基板の裏面
このキットは4バンド(7,14,21,28)なので取り外しのできるLPFも4台あります。このLPFも定数はよく練られていて、無調整で特性が出るように考えられています。思わず特性を取りたくなるのですが、今回はこのキットの趣旨に則って、スペアナ/TGで測定するような野暮なことはしません(大笑)。
完成図
ということであっという間に完成です。仕上がりはシンプルで結構いい感じです。
まずは受信を見てみます。受信はなんとなく受かってるよ~~と受信したスペクトルを示すことが多いのですが、まったく定量的ではないので、今後のこともあるので、少し「数値で比較できる」方法を考えてみたいと思います。
信号源
FT-8の受信を見るためには、安定したFT8の信号源が必要ですね。これはちょっとひねってみました。WSJT-XではCQ送信を複数回繰り返すことができます。これはAudio帯で変調信号が出力できますから(って当たり前)、この信号(Line Out)を使って、例えば7.074MHzのキャリアにDSB変調を掛けて、そのアッパーサイドバンドを取れば(というか見れば)、安定なFT8信号が得られます。
こうやって作ったRF信号を他の受信機と信号源とは別のWSJT-Xで受信してみたのが以下の図です。
FT8信号源を受信してみる
この信号源のレベルはスペアナで校正しています。DSB変調されたUSB側のレベルを-70dBmくらいの、スペアナでも十分に正確な測定ができる領域で測っておき、あとはステップATTで絞ることとします。
そうやってADX-Sの復調スペクトラムを見たのが以下の図です。
信号源を受信・復調してみる
上図はFT8の変調スペクトラムの測定値が-100dBmの場合のADX-Sの復調スペクトラムです。この受信C/Nは以下のように表せました。
復調結果
この復調結果を見るとC/N?が7dBと出ています。この値は帯域幅が2500Hzの雑音に対するC/Nと考えていいのかどうかわかりませんが、信号源のレベルを先の例のように-100dBmとかの一定値にして、この時の復調C/Nを見れば、異なるRX間で感度?比較することができます。今後はこのような方法で比較をしていってみたいと思います。
ADX-Sの受信部はシングルスーパーヘテロダインとは言っても、ラジオ用のICを一個使うのみで、SSB復調のBFOも簡素なセラフィルのラジオICへの接続点に注入して、AM検波回路の二乗特性「部分」を利用して、プロダクト検波をするという?、簡易な構成です。SSB受信にはちょいと難がありますが、FSK受信には系のリニアリティはあまり関係ないので(周波数偏移がわかればいい)、こんな構成でも使い物になるのですね。
あと、素子の利得は必ずしも(通信機器としてみれば)大きくはないので、復調されたAudio レベルはかなり低いです。これを補うのが、PCのマイクインプット端子のオーディオ利得というわけです。もともとマイクの出力はミリボルトオーダーですから、この微小入力を扱うためにPCのMIC端子のゲインが大きく、ADX-Sの復調レベルの低さをカバーしているわけですね。よく考えられていると思います。
さて、次は送信です。まずは、ADX-Sから、DTR信号でTXのON/OFFモードとAudio InputのVOXモードの二通りのチェックをしてみたのが以下の図です。
DTRモードのTX ON/OFF
VOXモードのTX ON/OFF
いずれも水色がRFキャリア、青がAudio変調信号、赤紫がDTR信号です。DTRだと起動後500mS近く経たないとRF信号が出てきませんが、VOXだと変調の立ち上がりですぐにRFが出てきます。これを見るとVOXでの動作一択になりそうですね。
さーて、次は若干物議を醸すデータです。7~28MHzのスプリアスを列挙しておきましょう。まずは、ワイドスパンの様子をどうぞ。
7MHz(広域)
14MHz(広域)
21MHz(広域)
28MHz(広域)
何が物議を醸すかは見ればお分かり頂けると思うので、これ以上は触れませんが、RFのLPFをカリカリにチューンすれば、もしかして私の懸念は晴れるかもしれません。ただ、このキットの趣旨としては、SPA+TGとかVNAとかでチューンすることは想定していないでしょうから、ここでは「魔改造」に踏み込むのは止めておきます(笑)。
で、今度は中帯域のスプリアスです。
7MHz(中帯域:Span=5MHz)
14MHz(中帯域:Span=5MHz)
21MHz(中帯域:Span=5MHz)
28MHz(中帯域:Span=10MHz)
この領域のスプリアスは終段のLPFでは除去できませんので、Si5351のスプリアス「そのもの」ということができます。今回のケースでは21MHz以外はなんとかOKのような感じですが、このスプリアスは、Si5351のロットや個体差、基板パターンや実装で結構変わってくるので、手放しで安心することはできません。
ただ、このスプリアスを完全に抑え込むにはSi5351の出力にBPFをつけないといけないのですが、基本的にBPFは、今回のLPFのように「無調整」では構成しずらいのでは?と思います。何らかの調整が行えるように可変部分を作る必要があって、そうなると測定器も必要となり、本キットを購入希望する層からは敬遠されてしまうでしょう。
ある意味Si5351+F級アンプ+LPFの構成が本キットの「無調整TX」を形成する最適解となっているわけです。
まぁ、うだうだ書きましたが、懸念されるポイントも、よくよく考えてみれば、法規上問題になるかと言えば、総通の腰砕けで、従来通りの規格を当面継続するとなっているので、そもそも問題視する必要がないのかもしれません(その後、この通達は変わっていないと思っていいですよね?)。私みたいな偏屈モンがちょっと気にしているだけかもしれませんね(大笑)。
では、ということで、変更申請から2か月以上経過して、何も言ってこない(免許事項が変わらないので当たり前)ので、ちょろっと波を出してみました。
ADX-Sでの交信
4バンドの中では14MHzが一番パワーが出て3W弱でした。その他のバンドは1.5~2Wでした。なので14MHzで遊んでみました。とりあえず海外にも近場のZLあたりまではなんとか交信できるようです。
感想をとしては、総じてよくできたキットだと思います。最初はいろいろ魔改造のプランが脳裏をよぎったのですが、本キットの精神?を尊重して、余計なことはせずに無改造のままにしたいと思っています。