Core1の動作確認
| ESP32 SD-TRX (2) 【2023.3.27】 |
さて、前回までに、基本となるソフトモジュールの評価をしてきました。Low-IFのSDRにクリスタルフィルタ（XF）を用いることで、不要なスプリアス（応答）を抑えつつ、いままでのアナログ自作機の弱点だった、キャリアサプレッション等の経年変化による劣化を防ぎ、なおかつディジタルフィルタの帯域内は素直で、急峻な減衰特性というメリットも生かせるので、満足のいく構成（自画自賛）とできそうなことがわかりました。
なので、これ以降は、TRXの完成に向けて、ミクサー以降のアナログ回路を詰めていき、また、並行してケーシングにまで進んでいこうと思います。
ところで、このESP３２というマイコンはデュアルコア構成なので、一方でDSP処理を行いながら他方でトランシーバのマンマシンインターフェース（MMI）処理を行うことができます。前回のTeensy4.0は処理速度が異様に速いので、DSP処理の合間にMMI処理を行っていましたが、私のようなソフト音痴には、なかなかハードルが高く、おまけに中身がブラックボックスのオーディオライブラリを使っていましたので、理解の及ばない反応に遭遇すると、どう対処していいのか完全にお手上げ状態でした。
今回は、DSPとは別コアの独立処理が可能なので、アクロバティックな割り込み処理を用いることなく、ペリフェラルを動かすことができそうです。これならシロートでもなんとかなるかも？ ということで、まずは、Core０（MMI用）の動作を見ていきます。
Core1の動作確認
上図はESP32とLCDを接続してCore０で表示をさせてみている様子です。すでにCore０の使い方に関してはJF3HZBさんがここで公開されているので、マルチコア動作の大枠を理解するための練習です。Core０では横軸（周波数）に対して単純に増加する波形を青と黄色で繰り返し表示し、Core１では正規のSPIポートを使わないで疑似的なSPI動作をさせて１２BitDACを動かしている様子です。ここでは、ははぁ、こんな風に独立して動かせるんだと体感するのが目的で、やっていることは大した話ではありません。
本体DSP（ESP32）にLCDを接続して動作確認
感覚がわかったので、いままでCore１でCodingしていたSD-TRXの動作に加えて並列処理のCore０で先に説明した表示動作をさせてみたのが上図です。この時点までにすでに確認できていたCore１のSDRの処理に加えてCore０の表示処理を行ったということです。
Core０の処理は簡単で、処理時間もかからないので、まったく独立に動くことがわかりました。これで、一歩前進になります。
さて、次はRXのトップアンプとPIN-ATTになります。前回構成したミクサー「だけ」でも一応は感度が出ますが、ハイバンドはノイズが少ないので、アンプを加えて高感度化も可能なように、切り替え可能な小ゲインのアンプとPIN-ATTのモジュールを考えます。
PIN-ATTと半導体SPDTスイッチによる切り替え回路とノートンアンプ
図のキャプションにある機能を搭載すべく上記のような放熱器付き基板を、いつものごとくランドカットで作っていきます。
ノートンアンプ用２SC1251
まずはノートンアンプを作る
ノートンアンプの石はオクで安く仕入れた（確か３０個で３．５K円）２SC１２５１で、CATV用広帯域増幅用ですが、今となっては表面実装の石が手に入るので、まったく猫マタギと化している石です。さくっとゲインが９ｄBで設計したノートンアンプを組んでみました。
まぁ、特性に関しては、もともとギリギリ詰める気はないのですが、一応IIP3を取ってみました。入力が０ｄBm×２でIM3が－６４ｄBなのでIIP3は３２ｄBmでしょうか。ま、こんなところでOKです。
ノートンアンプのIIP3
次は半導体SPDTスイッチ（SN74LVC1G3157）でノートンアンプをパスすることを考えて配線してみました。下図のようです。
ノートンアンプをパススルーする？
緑の変換基板にSN74LVC1G3157を搭載
ところがどっこい、このSWは単体ではIIP３は35dBm以上あることを確認してあるのですが、ノートンアンプのイン/アウトに設置すると、どういうわけか、この系のIIP3が３０ｄBmに劣化してしまいました。原因を追及している時間がもったいないので、あっさり小信号用リレーに置き換えてしまいました。
PIN-ATTを前置し、パススルーにリレーを採用
これにPIN-ATTを追加したのが上図です。回路はここで使ったものと同じです。このATTの電圧対ATT量特性を以下に示します。
電圧対ATT量特性
これを見ると2～12Vの範囲で緩やかな減衰特性で、電圧が低いと減衰量のカーブは急峻になります。なので、これをAGCに使う場合は制御回路にリニアライザが必要かもしれません。また、挿入損失は2.5ｄB程度あるので、これがRXトップにあると、ちょっともったいないなぁとの思いはありますね。
減衰量の周波数特性(ATT=MAX：黄色)
減衰量の周波数特性(ATT=20dB：黄色 40dB：青色)
上図は減衰量のF特性です。５０MHｚくらいまでならリークも少なく良好に動作すると考えられます。
ということで、基本的な特性がわかったので、ちょっと話は飛びますが、次はケーシングの検討に移ります。というのもこのあとの検討を行うにあたって、パーツ類を固定したいとの思いが強いのです。要は余計な事故を誘発しないようにと考えてのことです。
実は、ケースをどのようにするかはいつも悩ましい問題です。腕力が必要で加工は面倒だし、失敗すると「二度と目を向けたくない」との思いにさいなまれるし・・・・で取り掛かるにはけっこうなハードルがあるわけです。そこにあえて踏み出すには何らかのメリットがないと気が進まないですよね。
ただ、先にも書いたように、実験を進めていくうちに、バラックモジュールのつぎはぎ状態ではどうしても作業中に事故が起きる確率が高くなります。なので、最後まで仕上げる気があるなら、ある程度目鼻がついた段階で、ケースに収容したほうが、あとあと楽になるとは思います。
ということで、とにかくモジュールの固定を最優先にしますが、どうせやるなら最終系を見通しながらケースに収容を考えていきたいと思います。
さて、大昔にオクに狂っていた時代に、ケースと言えば得体のしれない測定器を落札して、その「ガワ」を利用することが多かったことを思い出します。２００WリニアアンプやTRX-305はシバソクのアナログTV用測定器を１５００円かそこらで落札していい感じに改造していました。今回も、薄型の測定器が、本器用にけっこうきっちりハマりそうなので、屋根裏部屋から引っ張り出して改造することにしました。
薄型の測定器の開梱
同下面
このケースは正面が420ｍｍ×100ｍｍで奥行が４８０ｍｍのけっこう広いケースです。これだとケースインした全てのモジュールが容易に上面からアクセスできそうなので、実験しながらあわよくば最終系にまで仕上げるためには、都合のいい形状をしていると思います。
現状の全てのモジュールの様子
上図は現状の実験系の様子ですが、ＴＲＸのエキサイターとオールバンドミクサー+オールバンドＢＰＦ+Ｔｏｐ ＡＭＰの２枚の「基台」に分かれています。これにＴＸのＤｒｉｖｅｒ、Ｐｏｗｅｒ ＡＭＰをぶち込んでいくことになります。
そこで、これらが上手く収容できるのかどうか、モジュールの収容図を簡単に書いてみました。
ケースへのモジュール収容検討
先の現状のモジュールの様子から上図のごとく配置を考えました。現状の実験基台にも、ロータリーエンコーダやバンドSW、モードSWやTRX切り替えSW等がついています。ケースインに際しては、DSPの近くに表示器が来て、これが正面パネルに近いほうがいいので、DSP基板の方を正面として、そっくりそのままこの実験基台をケースに「放り込む」という荒業にチャレンジします。
TXドライバーとPAモジュール
さて、上図はまだ実験はしていないのですがTX、ドライバーとPAです。ドライバーは以前、２７ＭＨｚＡＭ＆７MｚＳＳＢ／ＡＭのポータブル機の検討の際に作って、余っていた２ＳＣ１９７１のＮＦＢ付１Ｗアンプです。ＰＡはＲＤ１６ＨＨＦ１ＰＰの２０Ｗ級アンプで、もとはＬＤＭＯＳの実験に使っていたのですが、このクラスのＬＤＭＯＳはゲインは高いがリニアリティが今一つだったのでうっちゃってあったものを、お気に入りのＲＤ１６ＨＨＦ１に換装したものです。要するにいままでの遊びの残骸を再利用したという感じです。
これで、トランシーバとしての大まかな構成要素が決まったので、パネル面を確定してしまいましょう。まずは、想定されるパーツを集めて、外した前面パネルの上に並べてみます。
パネルにパーツをおいてみる
このケースのパネルは１．５ｍｍ厚アルミ板２枚で構成されていて、二枚目のアルミ版に皿ねじでパーツをとりつけて一枚目のパネル（上図）を重ねることでねじが表面に見えないようになっています。なので、上手くやれば一枚目のアルミ版を調達して、これを加工すれば、すっかりＳＤ－ＴＲＸのパネル面に早変わり・・という芸当ができます。これは以前ＴＲＸ－３０５でも使った手法です。
で、ザクっと並べたのが上図ですが、ここではすぐに配置を確定しません。少し時間をおいて、機能とＳＷの関係を考えてみます。大事なのは、こういったレイアウトは即断即決しないことです。あとから、アレを忘れてた、アレよりコレの方が良かったとなると目が当てられません。そういったミスを避けるには「時間をあけて再考する」のが有効というわけです。
二週間くらい後に、注文していた寸法のアルミ版が届いたので、買い集めたパーツを再度置きなおしてみます。
再考したパネルレイアウト
最近のマイブームで色物使用に目覚めたので、プッシュＳＷにLED照光型を使ったり、結構値段の張るつまみを使ったりしています。また、ＳＤ－ＴＲＸにはふさわしくないかと思われた丸メータなんかも配置してみましたが、「意外とイケる」ようなので、このまま採用してしまいましょう（笑）。
電源を装備してみる
さて、ということで、まずは基本となる電源を整備します。主にRX系統の１２V１A、－１２V０．３Aが供給できる写真上側の塊と、主にTX系統の３０V1.5A（PA）、１５V0.8Aが供給できる下の塊が電源部となります。各モジュールはディジタル系は３．３Vが主体なので電圧利用率が悪いですが、ペリフェラルのアナログ回路は相変わらず１０～１２Vで動かしているので、こんな電圧系統になってしまいました。ま、無理してディジタルにインターフェースしやすい５Vのアナログ系にすることも無いかなと思ったので、手持ちの石を最大限活用した結果です。
この状態で、現状の実験基台に載せられた実験モジュールの塊をそっくりそのままケースインしてしまったのが以下の図です。
とりあえず移築してみる
以前に示したケースインの方針にしたがって実装した様子になります。いままでワニ口クリップで供給していた電源系がしっかり固定されるので、実験中にも事故は起きにくくなると思います。この状態で、実験に必要なつまみやSW、表示器の配線を行って正面から見た図が以下のようになります。
正面図
これを見ていて、周波数教示器のカバーの雰囲気がちょっと「浮いて」しまったので、スペクトラム表示と同じように３ｍｍ厚スモークアクリルで覆ってみました。
周波数表示器カバーを変更
一応、こんな感じで前面パネルの穴あけ、部品配置が完了しました。あ、この間に塗装もしています。これはいつもの三菱A26スプレーの残り（前回使用はRedpitaya機か？？）を使い切りました。文字入れに関しては、機能実装が終了してからにいたします。
長くなったので、一旦ここらで終了して、ちょぼちょぼやっていた特性評価については次回以降にします。ではまた。
＜各種特性取得等＞ 【2023.4.28】
さて、前回は長くなったので端折った内容を追加していきます。
まずは、７MHｚでＦＴ８を受信していた時の問題です。元々は、ＤＳＰで通過帯域内の微小Ｓｐｕｒ．があったらいやだなぁと思って、微小Ｓｐｕｒ．発見に便利なＦＴ８のスペクトラムを見ていました。それが下図ですが、なんだか変です。
FT8の微小Spur.
よく見ると、２５０Hzステップにスプリアスが見て取れました。あまり気にする必要はないのかもしれませんが、気持ちが悪いのでいろいろ触ってい見たら、どうもESP32のUSBケーブルがPCと接続されている場合にSpur.が出ることが判明したので、Codeの書き込み時以外はUSBケーブルを外すことにします。
FT8の微小Spur.の改善
そうすることで、上記のようにSpur.はほぼ消えて無くなりますが、今度は２８００Hzあたり高域にノイズの盛り上がりが発現しました。これの原因は突き止めてはいないのですが、この辺りの領域はあまり使わないのでは?と勝手に判断して、先に進みます。
話変わって、受信/送信のBPFについて。ここはいままで高域遮断が2850Hzの250次の複素BPFで実験をしていました。この設計はJF3HZBさんから教えて頂いたツールを使って係数を計算しています。このフィルタの音は大変に抜けがいいので気に入っているのですが、混雑している場合の高域の減衰を増加させるように、遮断周波数が２４５０Hzのものを追加することにしました。その帯域は以下のようで、元の２８５０Hzの特性と併記しておきます。
２４５０Hzの複素BPFの特性
２８５０Hzの複素BPF特性
上記の二つの特性はSWで切り替えるのですが、チャタリング満載のSW入力によって、複素BPFのパス切り替え（パラメータ切り替え）を非同期で乱暴に行っていますが、これによってDSP処理の信号データが不連続になって「異音」が発生することはありませんでした。これってラッキーなのかな（笑）。
聞いた感じは程よく高域が減衰して、SSB用に２種類の帯域を選べと言われたら、こんなものでいいじゃないでしょうか？と言えると思います。後で他の機能と共に動画を取ってみたいと思います。
さて、そろそろ送信系に移っていきましょう。TXミクサー出力信号をBPFで帯域制限して、アンプするわけです。
プリドライバーとＰＡをつなぐ
上図はＳＬ６４４０Ｃ送受信ミクサーの出力をプリドライバとＰＡに供給している様子です。ドライバは２ＳＣ１９７１のＮＦＢアンプ、終段はＲＤ１６ＨＨＦ１push-pullのＮｏｎ
ＮＦＢアンプになっています。今回のＳＬ６４４０Ｃはハイレベルミクサーとはいえ、出力が０ｄＢｍ近辺なので、２段で４０ｄＢのゲインを取るには、ＰＡのＮＦＢを省略しました。ＲＤ１６ＨＨＦ１×２で１０Ｗｐｅｐなら歪率は余裕シャクシャクなので、ＮＦＢを掛けるよりは、利得を重視しました。
２-ｔｏｎｅ時間波形
２-ｔｏｎｅスペクトラム
上図はまずはミクサー出力の２ｔｏｎｅの時間波形とスペクトラムです。しばらくぶりに送信側に手を付けるので、まともな信号が出るか不安でしたが、ま、なんとかミクサーの最大出力レベル付近の特性は確保できているようです。
さて、今度はシングルトーンでドライバーとPAをつないでSpur.の様子を見ていきます。周波数は７MHｚです。
下記の写真の真ん中が７MHｚのＢＰＦです。
BPF
上から１４MHｚ、７ＭＨｚ、２４ＭＨｚ）
これでPA出力を見てみます。
近傍スプリアス
高次のスプリアス
これを見ると、今まで使ってきたＢＰＦとＬＰＦを用いてしっかりとスプリアス抑制ができていることがわかります。出力は１０Ｗで測定用にＡＴＴを使っています。さて、これから、他の周波数のＢＰＦを用意して、主に近傍のＳｐｕｒ．抑圧の様子を見ていきます。まずは２４MHｚと５０ＭＨｚです。
２４ＭＨｚのＢＰＦ
２４MHｚＢＰＦ特性
２４MHｚの近傍Ｓｐｕｒ.特性
５０ＭＨｚのＢＰＦ
５０ＭＨｚの近傍Ｓｐｕｒ.特性--34
５０MHｚでは出力が４W相当に減少する
全ＢＦＦがそろい踏み
ちょうど真ん中のブツが２１MHｚ、左から３個目が１８ＭＨｚ、右から２番目が２８ＭＨｚ用
一番左は再マウントした７ＭＨｚ用
２１MHｚBPF特性
２１MHｚ近傍Spur.
２８MHｚBPF特性とミクサー出力Spur.
２８MHｚSpur特性
１８MHｚBPF特性
１８MHｚ近傍Spur.特性
とTwitterでつぶやいていた順にデータをアップしておきます。上記に示す通り各バンドにおいて法規を満たす特性が実現できており、あとはこれらのBPFを切り替えて使えるように実装することが必要です。作ってきたBPFをミクサー搭載基板の余地に並べて切り替えリレーを配置してみたのが以下の図です。
BPFｓとＲｅｌａｙｓの配置
当初は無理かなぁと思っていたミクサー基板の余地にしっかり配置可能なことがわかったので、気をよくしてドライバー回路をでっち上げて、一気に７Ｂａｎｄｓの配線を完了させました。これは苦難の業で、いつもいつもこの辺りの作業が面倒になって、手を抜きたくなるのですが、気を抜くと再度スタートさせるのがそれまでにも増して難儀なので、ここはなんとか頑張ります。、
ＢＰＦｓ Ｄｒｉｖｅｒ回路
Ａｒｄｕｉｎｏ ＰｒｏＭｉｎｉのバンド切り替えＩ／Ｏと論理が逆でインヴァータが必要になっちまった。
完成したＢＰＦ切り替え回路
まったくこれの特性評価を考えるとどれだけ時間がかかったことか。
と、なんとかできたので、このＢＰＦモジュールを実装状態で特性評価をしてみましょう。けっこういい感じになっています。
7/14MHｚのＢＰＦ
18/24ＭＨｚのＢＰＦ
21/28ＭＨｚのＢＰＦ
このＢＰＦは入出力がいずれも５０Ω近辺のインピーダンスで結合されるので、実際にミクサーやドライバーを接続しても、単独にＴＧ/ＳＰＡで測った特性と同等の特性が実現できます。最初はリレー切り替え回路と同軸ケーブルの引きまわし方で高い周波数領域でのリークが起きるかな？と心配しましたが、高調波ポイントでは５０～６０ｄＢは確保できているので、リークが問題になることは殆どないでしょう。これで、長く続いたＢＰＰ地獄は終了したいと思います（苦笑）。
と行きたいところですが、クリスタルのBPFであるＸＦの「実装時」特性についても確認しておきたいと思います。というのも、ＸＦはカリカリチューンを施しているのですが、この入出力インピーダンスと駆動/受けのインピーダンスは「現状では」期待できていません。なので、「ＴＲＸへの実装時に」どうなっているのかは「神のみぞ知る」状態なわけです。ここは以前からも気になっていたので、チェックをしてみる価値があります。しかし、どうやったらできるでしょうか？
実装時のXF特性の測定方法
上図はXFの帯域特性をスペアナ/TGで測定する手法を示しています。実は、昔に「いにしえ管エキサイター」でクリスタルフィルタの実装時特性を測ったことがあって、まぁ方法に関しては確立しているのですが、今回はTRXミクサーの後にバッファーを有していないので、ちょっと厄介なのです。
上図にある通りXFの両端がミクサーで配置されているので「２台のミクサー込み」で整合動作を見なくてはなりません。RXのトップから入ったTG信号は、XFの特性を測ろうにも２回も周波数変換されちまうので、もとのTG周波数に戻すには２個のミクサーを使って周波数変換しなければなりません。これは厄介ですねぇ。この流れを結線で示したのが上図というわけで、実際のコンポーネントに落とし込むと以下のような図になります。
実装時XF特性の測定系
パーツの説明をみてもわかる通り、けっこう面倒な構成になってしまっていて恐縮ですが、こんなことをやれば、実装状態でも帯域特性は測ることができます。で、実装状態でXF特性を測ったのが以下の図です。
TRX実装時のXF帯域特性の測定例--51
最初に測った時は愕然と来てしまいました。黄色がXF（単体調整済み）を無調整でミクサーにインターフェースした実装時の特性です。なんと通過帯域に大きなリップルはあるは、おまけにディップも生じるわ、とさんざんな特性です。フィルタの個々のクリスタル端のＴＣは弄らずに、インターフェースのＬＣマッチを多少弄って、青線の特性までは戻しましたが、まだまだ満足できる特性ではありません。
これはひとえにインピーダンスマッチングの問題なので、ＸＦの入出力とミクサーの入出力を完全に整合するまでは、是正ができないと思います。実際は帯域が広いので、中央の±１，５ｋＨｚ程度しかＳＳＢの信号伝送には使いませんので、音質には全く影響は無いはずです。ただ、ちょっと気持ちが悪いので、このあと期間がある時に、XF両端に高ＩＰのバッファーを入れて特性の是正を図ろうと考えています。
さて、つらつら書いていましたら、えらく長くなってしまいました。最後に、TXのMICアンプとLineインターフェース（切り替え可）を作って実装してみたTRXの全体図を以下に示しておきます。
TX用MIC/Lineアンプ
TA2011SとOPAのアンプ（フラットな特性）を切り替えられるようにしている
TRX全体の実装状況
だんだん余地が少なくなってきた・・・・・・
＜完成にむけて＞ 【2023.8.30】
さて、去年の１０月頃から続けてきたESP32を用いたSD-TRXを完成に向けて進めていこうと思います。ただ、いつも通り、途中でいろいろ横道に迷い込んでいるので、それらもメモとして残しておくことにします。前回の最後の図↑を見ると送信LPFを筐体内に収めようと思って、右手方向の２個のトランスの合間に実装スペースを残してありました。順当に行けばここにBAND切り替えSW（リレー）とともに実装する気でいたのですが、ちょっと気が変わりました。
というのも、オールバンドLPFは５Bandsに分けるつもりなのですが、このリソースをこの機器一つで占有させるのはなんだかもったいない・・・他の機器や実験用にも流用できないだろうかとみみっちい事を考えついたのです（笑）。というのも、いままでにオールバンド機を５台（８バンド機、メイン機、TRX305機、Redpitaya機、２００Wリニアアンプ）も作ってきて、その全てにご大層なLPFバンクを実装していました。これはけっこうな量のトロイダルコアとシルバードマイカコンデンサーを消費します。なので、今後作成する機械はLPFブロックを共用してもいいのではないかと考えたからです。
LPFモジュール
そこで、上図のように、５つのLPFをロータリーSWで切り替えて信号経路はリアのSMAからは本機のTX部に供給、また、フロントのSMAにもLPFを引き出して、何らかの実験にも用いられるようにしてあります。
LPF＆ATTモジュール
最終的には上図のように0-3-5-10ｄBと切り替えられるATT（10Wまで）と信号経理切り替えのトグルSWを配して当初の目的を達成しました。LPF切り替えにはベーク絶縁の1段2回路5接点の大型ロータリーSWを２セクション並列にして配線してあります。当初は、特性の乱れを心配しましたが、帯域特性、減衰域の特性ともに問題がありませんでした。感覚的には、このSWで１００W位は扱えるのではないかと考えていますが、実際のところは試していないので、TBDです。
さて、ちょっと横道にそれますが、受信感度とRFアンプについて少し書いておきます。というのも、本器はRFアンプのオフ機能を持っているのですが、ある時、下記に示すように、RFアンプって本当に要るのかな？と思う事象に出くわしました。
７MHｚの受信状況
この図で７ＭＨｚのような外来ノイズの多いバンドで、ＲＦアンプをオンオフしてみても、Ｃ／Ｎを表すと「される」ウォーターフローを見ていても、あまり変化がなさそうに見えるのです。これをＳＩＮＡＤで測定してみるとRFアンプ使用時は１０ｄＢ程度の向上が見込めますが、実際のノイズの多い空間伝搬では、この効果があまり認められないように感じています。ＳＩＮＡＤ測定はＳＳＧとケーブル直結で測りますので、ＲＸの素の特性が得られますが、実運用では外来ノイズに埋もれたＲＦアンプの効果はどうなのか（かえってＩＭを劣化させるだけ？なんて考えてしまいます。
このあたりは定量的に評価するのは、なかなか厄介ですが、ADX-Sの項目でもFT8の感度について、ちらっと検討したので、おりを見てアプローチしてみたいと思っています。
いままで、ＲＦアンプは主に２ＳＣ１２５１（ＣＡＴＶ用？）のノートンアンプを多用してきたのですが、この辺で新しい素子を使ってみようと思い立ちました。このRFアンプで７ＭＨｚのノイズ問題に関わるつもりはないのですが、まぁ気の迷いで、部品箱に放置されていた比較的新しめの素子に興味が沸いたということです。
２ＳＣ５３５７のノートンアンプ
上図はＣＱ誌に連載されていた「夢の無線機」で紹介された石を使ったノートンアンプです。なにか特性的に新しいものがないかと思ってザクっと作ってみました。で、以下にＩＭ３とＦ特性の写真を掲げておきます。
ＩＭ特性
周波数特性
これを見るとＩＩＰ３＝３５．５ｄBm F特（-３ｄＢ）は９０MHｚ以上と満足できる特性が得られています。なので、勢い込んで本機に設置してみますと・・・・・・・何ということでしょう、７ＭＨｚあたりまでは感度も十分に取れたのですが、ＨＦハイバンド～５０ＭＨｚではＲＦアンプ付加による感度向上があまり見られないという怪現象に遭遇しました。多分どこかでチョンボしているのだろうとは思いますが、このころになると先を急ぎたくなっていたようで、これ以上の追及は中断してしまったようです。
なので尻切れトンボになりますが、ここでRFアンプ検討は中断し、従来から使っていた２SC1251のノートンアンプに戻ることにしたいと思います。
次の寄り道ネタはTXのオーバーシュートです。後になってみると背筋がぞっとするような話です。実は、本機を２００Wリニアに接続して、ダミー経由でスプリアス等のデータを測定する際に、FT8信号も確認しようと思っていました。
定常時のリニア出力は波形観測していたのですが、TX-ONすると、なにやら波形がブルっと震えるような気がしたので、振幅がTX-ONで立ち上がるときの様子を見たのが以下の図です。
FT-8のオーバーシュート波形
この定常状態の出力は200Vp-p＠50Ωですから１００Wｒｍｓということになりまして、そのレベルに調整していたわけです。しかし、このオーバーシュートの様子はすさまじく、一番大きな振幅の瞬間は５６０Ｖｐ－ｐ＠５０Ωというレベルになります。これは瞬時ですが、７９０Ｗというとんでもないパワーが出ていたことになっちまいます。これってぞっとしませんか？
勿論、こんな出力を安定的に出力できるはずもなく、ピークの継続時間は５０ｍＳくらいですからなんとか堪えたのでしょうけど、なんともすさまじいことです。その理由はここで作った音声用リミッターに大きなＦＴ８の変調入力を入れちまったからでした。振幅保持の時定数に従って、オーバーシュートが起きているようです。ＳＤＲにアナログリミターを採用するのはいかにも中途半端とのご指摘もありましょうし、ＤＳＰ内で振幅制限というかＡＬＣも掛けられますが、まずは早期の完成を目指して、採用したリミッタアンプのＴＡ２０１１経由でＦＴ８信号を送信しちまったという話になります。ちなみに、これに懲りて、リニアアンプに前置するRFリミッターを作ることになってしまいました。
正常のFT-8出力の立ち上がり特性
で、入力をフラットなOPA経由（ディジタル変調用）に切り替えて波形を見たのが上図で、きっちりと１００Wｒｍｓまでオーバーシュートも無く綺麗に立ち上がっています。めでたしめでたしですね。
さて、次はスペクトラム表示の不具合修正です。実は、本機をケースに収め始めた頃の受信スペクトラム表示は、おおいにバグあり状態でした。メインの信号の廻りに本来は存在しないスプリアス応答表示をしていて、気にはなっていたのですが、そのうち原因がわかるだろうと放置していたのですが、今の今まで原因がわからずじまいでした（というか、他の検討が多くて、真面目に取り組めなかった）。
しかし、流石に完成に向かうには何とかせにゃならんと思って、自分がCPUになったつもりでCodeを追いかけ始めました。その効果あってか、とんでもないコピー時のバグを見つけてしまい、これを直して一件落着になりました。内容については、恥ずかしいので詳述しませんが、全く動かないならまだしも、スプリアスを伴って表示なんぞするので、バグ発見が遅れたきらいがあります。
AM受信表示
FM受信表示
SSBは表示がシングルトーンになっちまうのでAM１００％変調とFMの微小な変調指数の信号を受信して表示したのが上図です。なんとか、それっぽい表示（一応、振幅はログスケール）になっていることがわかります。これに気を良くして、TX時もスペクトラム表示をさせてみたのが以下の図です。
AMの２－トーン変調波形
LSBの２－ローン変調波形
これで、表示関係はなんとかまともになったので、ほぼ完成に近くなりました。
切りもいいので、この辺でレタリングをして外観の雰囲気を向上させてみましょう。ということで以下に様子を示します。
レタリングを終えたの図
内部の様子
前回と比べると表示がにぎにぎしくなりましたが、操作感は良好です。内部に関しては少し空き地が残っていますので、今後の追加に関しても、「二階構造」を取らなくても、拡張可能でしょう。
余談ですが、フロントパネルのLED付スイッチは、近くに住む１歳４か月になる孫娘の大好物です。この子は私の無線室が大好きで、実家訪問の際は、必ず無線室への侵入リクエストを発します。無線機のボタン押して表示が変化するのが面白いのでしょうね。また、メインダイアルをぐるぐる回してスペクトラムが変化するのも大好きの様子です。これだと、将来はリケジョになるのかなぁ（大笑）。
受信の様子
以下に更新の様子を示しておきます。なんとか、自作でも海外に届いている様子ですね。私の場合、交信は自作機の最終動作確認以外何物でも無いみたいなところがあって、何カントリーとかまったく興味がないのです。しかし、自分の電波が日本の裏側まで飛んでいるのを見るのは、流石に楽しいことではあります（でもすぐに次の自作に目が逝ってしまうのですが・・・笑）。
