さて、それでは、いままで検討していた各部分をまとめる無線機化に進みましょう。

改善版基板に実装してみた

　JF3HZBさんの試作基板には若干の要変更項目があったようで、改善版を提供していただきました。複数人で作成するほうが、デバッグも進むはずです。こちらから提供をお願いしたのですが快く応じて頂きまして、いろいろ弄り込むこととあいなりました。この基板は試作基板から数か所が改善されていて、完成度が高くなっています。また、部品密度も相当なもので、回り込みのような悪影響がよく起きないものだと、感心した作品になっています。ただ、製作難易度は相当に高く、ＪＦ３ＨＺＢさんからの頒布は完成品のみとされたのは慧眼だなぁと、とこれもいたく感心しました。

　改善基板の受領後、すぐに全てのパーツを搭載し、簡単に自作のＴＲＸチェックプログラムを走らせて、動作確認を終えました。スタンバイ完了です。

　さて、次はケースをどのようにするか考えないとイケません。今時の流行りは３Ｄプリンタで、自分の思い通りの外形をプリントすることのようですが、時代遅れのＰＷＺはそのような手段を有していないので、昔ながらの金属ケースを加工することになります。

　ではどんな形にするか・・・ですが、ＳＤＲ基板が極めてコンパクトなので、それを生かせるように、移動することも可能なポータブルで薄型とすることにしました。要するに、機能評価に用いていたシャーシに似たような形の実装とするのが、試作系から完成形への「変化」が少ないので失敗が少なかろうと思ったからです。

シャーシに想定パーツを並べてみる




フレームをつけて穴あけ、部品をしてみる




つまみを大型化し、塗装をしてみる

　上図は一連の工作を行った経緯です。ざっくりと部品の配置を実物合わせで決定し、加工して様子をみて、最終的に塗装までやっています。塗装はいつものシルバーメタリック（三菱A26）で、黒いフレームでコントラストをつけて外見を引き締めます。これに底板をつければ、とりあえずケースの完成です。専用ケースを購入すると、けっこうな金額の支出になるところが、この方法だとせいぜい２ｋ円程度で済むので経済的です。

　また、この方法は下の図に示すように配置が平面的になるために、工作後の調整や改造が容易にできます。立体的配置になると、それが阻害されることもあるので、この方法は使い勝手がいいです。ということで、先の実装済み改善基板とその他のほぼ全パーツを搭載したのが以下の図です。

一応配線を終了する

　ここで、最初は16.93ＭＨｚのＣＦを基板に搭載するつもりだったのですが、以下に示すように、実装を変えることで、フィルタ特性が向上したので、SDR基板から分離しています。

セラミックフィルタの実装法




特性

　上記のように、セラロックを立型に実装せずに、寝かせてアースに近く配置すると、帯域外減衰量が向上するのを確認しました。これは朗報で、ＲＸの６０ｋＨｚ離れのイメージに関しては全く考慮する必要が無くなる減衰量が得られます。

　さて、次はお決まりの特性確認です。一応、７MHｚと２８ＭＨｚでＩＭ３と帯域外スプリアスを見ておきます。

２－トーン時間波形（７ＭＨｚ）




２－トーン時ＩＭ３（７ＭＨｚ）




帯域外スプリアス（７ＭＨｚ）




２－トーン時間波形（２８ＭＨｚ）




２－トーン時ＩＭ３（２８ＭＨｚ）




帯域外スプリアス（２８ＭＨｚ）

　私は３．５MHｚはアンテナの関係上、出ることはないので、７ＭＨｚとＨＦハイバンドの２８ＭＨｚで特性を取得しました。－３０ｄBのIM３時、電力はいずれのバンドでも４WPEPが得られています。リニアを押すにしても丁度いい出力電力となります。

　スプリアスに関しては、ハイバンドになるとSi5351のスプリアスがだいぶ怪しくなってきますが、直列共振型の３素子のBPFでがっちり帯域制限をしているので、問題のない状況が得られています。このあたりは、以前のESP32S3　SD-Tranceiverや、７/CB機で確認してあるのであまり心配はしていませんでしたが。ただ、しっかりBPFで帯域制限しないとこの限りではありません。

　と、ここまでHFのテストをやってきましたが、５０MHｚはどうよ？ということでＢＰＦを作ってみました。以下がそれです。

５０ＭＨｚ用プラグインＢＰＦ




５０ＭＨｚ用プラグインＢＰＦの特性

　５０ＭＨｚではＳｉ５３５１だとかなりのスプリアスが出てくるので、ＢＰＦの帯域幅をできるだけ狭めて、ＦＴ８と50.370が通れば良しとしました。若干対域外の跳ね返りが大きくなっていますが２倍波が５５ｄＢ程度取れているのでまぁ、いいでしょう。倍波はＬＰＦで十分に落とせますので。

　さて、これで５０ＭＨｚの近傍スプリアスを見たのが以下の図です。ついでにＳｉ５３５１の６７ＭＨｚ帯（アッパーローカル）の様子も見ておきます。

５０ＭＨｚの近傍スプリアス




ＳＩ５３５１の近傍スプリアス

　上記のように、Ｓｉ５３５１の近傍スプリアスが－５０ｄＢ程度になって、厳密な意味で「新スプリアス規定」には合致しません。「当面の間は旧規格での運用」が許されるならば、別に問題とはなりませんが、なんとか改善してみたいものです。ただ、通常の方法ではSi5351の近傍スプリアスは大きく改善できません。なんとか運の良い周波数選択ができたとして、さらにはカリカリのBPFチューンが必要になるので、Si５３５１に拘泥して根を詰めるのは止めておきます（笑）。

　そこで、近傍スプリアスの格段に少ないＳｉ５７０を持ち出してみます。

Ｓｉ５７０とＳｉ５３５１を選択できるように実装

　いつもスプリアスに困るとＳｉ５７０のお世話になってしまいます。以前のＥＳＰ３２－Ｓ３　ＳＤ－ＴＲＸ　やＤＣタイプのＳＤＲ用ＶＦＯに続いて３回目の起用です。たて続きの起用で、在庫はあと２個になってしまいました。この後は慎重に起用先を選ぶ必要があります。

　これを用いた場合のスプリアスを先の図と同じ帯域で示します。

　



ＳＩ５７０の近傍スプリアス

　キャリア周辺に並んでいたスプリアスは無くなっていい塩梅になってきました。流石にSi570です。

　さて、５０MHｚの場合の２－トーン波形と広帯域のスプリアスを見てみましょう。

２－トーンの時間波形（５０ＭＨｚ）




ＩＭＤ３の様子（５０ＭＨｚ）




広帯域スプリアス（５０MHｚ）

Ｓｐａｎ：１００MHｚ　　　IFリークが見える




広帯域スプリアス-2（５０MHｚ）

Ｓｐａｎ：２００MHｚ

　時間波形をみると、出力は３WPEP程度になっているようです。HFに対して少し減少しているようですね。IMD３は-30ｄBの時にどこまでパワーが伸びるのか見ているので、この値は－３０ｄBです（笑）。

　広い帯域のスプリアスを確認すると、IF＝16.93MHｚの漏れが観測できました。これが－５６ｄＢ（３枚目の図）ですので、これはＢＰＦを強化するか、あるいは周波数が離れているのでノッチを入れてもいいかもしれません。このスプリアスは希望波から周波数が離れているので、容易に抑圧が可能です。なので、５０ＭＨｚで波を出すときには対処する予定です。

　最後に広帯域のスプリアス（４枚目）ですが、先のIFの漏れ以外に－６０ｄB以上のものは無さそうです。かなりまともな特性だと思います。あくまで仮定ですが、IF漏れをノッチで抑圧すれば、２００Wリニアを繋いだ場合に必要な－７０ｄBも実現可能な気もします。但し、この－７０ｄBのスプリアス比というのはかなり厳しい値で、この機器で実現できても、リニアの高調波で実現できるかどうかはかなり微妙なので、先に述べたように、あくまで仮定の話としておきます。

　はい、ここらでIF＝16.93MHｚのトランシーバに関してはその無線特性が見えてきたので、もう一台の機器について記述しておきます。以前、検討していた、アナログのメイン機に付加するアップコンバージョンＳＤＲアダプタの検討です。実は、以前、ケースを考えていた時に、無理にハンディタイプ？に収めようとして挫折したケース（リードの蓋つきシャーシのＰ－１０２）がありますのでこれを流用できないか考えてみます

ケースに収容するために漫画を書いてみる




ケースに部品を並べてみる

　このＳＤＲアダプタはJF3HZBさんの試作基板を用いて、私のメイン機のＩＦである４５ＭＨｚにアップコンバージョンする方式になります。常にメイン機と共に使用するので、ＡＣ電源も内蔵させてしまいます。利用するケースの厚さが50ｍｍなので、けっこう窮屈な配置になりますが、ＶＲを16ｍｍφ、つまみも１３ｍｍφとかモノを使えばなんとか実装できそうです。

　ここにきて、JF3HZBさんのXで、秋月で販売しているセラロックを上手く選ぶと４０MHｚのＢＰＦが綺麗にできるよ。。。。。というポストをされました。拝見すると、こりゃ良さそうだと思ったので、私も急遽トライをしてみました。その結果を以下に示します。

４０ＭＨｚのセラロックを簡易的に選別する




帯域特性

　秋月でこのセラロックは安かったので、１００個ばかり仕入れて、簡単にＦｐを合わせ込んで、８個のグループを３組揃えて見ました。これの特性をザクっと取ったのが上記の２枚目の図です。選別法に難があるのか、高域の肩特性がだれてしまって、ちょっと採用する気になりません。多分、選別を上手くやれば綺麗な特性が実現できるのでしょうが、もともとＩＦは４５ＭＨｚでやろうと思っていたので、ここは「ちょっと覗いて」見るだけにして次に進みます。

　ということで、各部品、モジュールを簡単に実装してみたのが以下の図です。　

各部品を実装してみたの図

　この中で、試作基板の外側にナマ基板が無理付けされていますが、これは、外付けのアンプをつけるためのスペースになります。で、４５MHｚを出力させている様子をみてください。

４５MHｚにアップコンバージョンしてみる

　上図では、Ｓｉ５３５１のローカルを４５．４５０ＭＨｚに設定して、４５０ｋＨｚのミクサー前信号をＴＸ　ＩＦアンプで増幅し、74ＢＣＴＬＶ３２５３に４５ＭＨｚにアップコンバージョンし、４５ＭＨｚのＭＣＦを通過させてスペアナに導いて居ます。

　ＨＺＢ方式のＳＤＲでは、ＴＸ信号は８倍オーバーサンプル時のエイリアスを使っているために、２０ｄＢ程度の信号レベルの減衰があります。なので、そのまま、３２５３でミクシングすると、キャリア漏れと逆サイドバンドのレベルが大きくて、これを４５ＭＨｚのＭＣＦでスプリアス除去する場合に障害となる可能性がありました。なので、４５０ｋＨｚのＩＦ信号をレベルアップ（増幅）しておく必要があります。そのために、ミクサー74ＢＣＴＬＶ３２５３の前から信号を取り出し、アンプして、ミクサー入力に戻します。ここにはµPC１６５４という古いICを使いましたが、あまり使える周波数の高くないICがいいのかなと思われます。ゲインは２０ｄBもあると過大なので、調整用ATTもつけてあります。

　このミクサー74ＢＣＴＬＶ３２５３の出力の様子を見たのが以下の図です。

４０MHｚ帯へ変換された信号とスプリアスの様子（Ｓｐａｎ：２MHｚ）

　この信号に４５MHｚのＭＣＦを通過させて、↑の図と同じ帯域で、様子を見たのが下記になります。

スプリアス除去の様子（Ｓｐａｎ：２MHｚ）

　このように、殆ど跡形もなくキャリア漏れと逆サイドバンドが消失しています。このＭＣＦの帯域は２０ｋＨｚ程度ですから、ローカルのＳｉ５３５１に「まとわりつく」スプリアスもしっかり低減してくれます。このように、アップコンバージョンにするためには、しっかりとしたＩＦフィルタがないと、あまり気分のよろしくないスプリアスにまとわりつかれることに合いなります。このあたりは無線機としては避けたいものですね。

　ここまで特性が確認できて、ＳＤＲアダプタとして目鼻がついたのでケースの中身を確定したいと思います。

アップコンバージョン用ＳＤＲアダプタの中身

　アナログメイン機はＲＸフロントエンドのゲインを抑えているので、ＳＤＲアダプタのＲＸ系は若干のゲイン補正のためのアンプ＋利得調整ＡＴＴを挿入して、更には送受切り替えのＳＰＤＴ-ＳＷを増設してあります。こんな感じで図の右下のコネクタ２本から送信/受信信号をアナログメイン機の４５ＭＨｚＭＣＦの入力/出力にインターフェースすることになります。これで、アップコンバージョン用ＳＤＲアダプタはほぼ完成しました。

　さて、可搬型SD-TRCVに戻ります。いろいろやっていくうちに、８セルのNiMH蓄電池では終局電圧でのRFパワー低下の恐れ？があるので、もう２セル加えて１０セルとしました。これで、殆どPAの出力低下の心配はする必要が無くなりました。

NiMHバッテリを２セル追加




今時のNiMHバッテリ

　秋月では単三型のMINHバッテリは販売終了のようです。仕方なくアマゾンを見ていたら約２K円で１０本入りのパックが売っていたので試しに買ってみました。２８００ｍAHとか表示されていますが、これは支那モノですから話半分に考えておきます。最初はLiイオンも考えたのですが、下手に充電すると妊娠しそうなので、止めておきました（大笑）。

　それと、遊びの領域ですが、CBの８チャネルも受信できるようにしてみました。バンドスイッチが１セクション余っていたのでCBモードにしたときにロータリーエンコーダで８チャネルを切り替えられるようにしました。

CB-CHを選択可能に

　但し、これはあくまで受信だけの動作ですので、念のため申し添えます。それから、７MHｚのＦＴ－８国内バンドを見たのが以下の様子です。

ＦＴ-８国内バンドの様子

　一応、ウォーターフローのスペクトラムのにじみは気にならないので、受信のリニアリティは問題ないと考えられます。免許の変更申請も受理されているので、１０年モノのアンテナの整備が終わった後は交信していきたいと思います。

　最後にアップコンバージョン用アダプタと可搬型機の２セットをアナログメイン機の前で撮ったショットと可搬型機の受信の様子を挙げて、このテーマを一区切りしたいと思います。

ＪＦ３ＨＺＢタイプＳＤＲの２機種そろい踏み


受信の様子