SDR-3と遊ぶB  【2018.12.16】


 さーて、そろそろリグをどう構成するか考えないといけませんね。だいぶ引っ張ってしまいましたが、年内には方向性を完全に決めたいものです。 いままでに、オリジナルのアナログ部構成(SDR-3Aの一部)は使用しないと決めたのですが、そうなると、可能性としてはどのような形が考えられるでしょうか?ちょっと頭の体操をしておきましょう。

(1)25MHzのIF帯で分離する案

 これが一番考えやすい案でしょうね。SDR−3のアナログ部のうち、TX/RXミクサーとTX/RXアンプを外出しして系を構成する案です。




構成の概念図-(1)



 この場合、

・XFとSi5351は利用する。
 →周波数可変時のポップ音は放置せざるを得ない。

・外付けミクサーアンプをこれにすれば、50MHzを除く、3.5〜144MHzくらいまでのエキサイターとして
 使用可能となる。 
 →50MHzはIFの丁度2倍なので、スプリアスに配意し(IFの2倍波は50MHzでは−60dB以下が必要)
  50MHzジャストの周波数近辺を使用しなければ(通常のSSB帯域ならば)使える「とは」思いますが。

・TXのパワーアンプは本器には内臓しないで、別途製作起案中の「10〜200W」リニアアンプに任せる。

・SDR-3の送受信周波数を45MHzとすれば、半導体UPC機のIF以降のユニットに適用可能。

 てなことを考えることが出来ます。この場合(45MHzでUPC機に接続する場合のみ)、選局はDDS-PLLで行うので不快なポップ音は皆無!!!ですね。

(2)SDR-3のIFである25MHzではなくポピュラーなIF周波数を採用する案



構成の概念図-(2)


・IF周波数はSDR-3の送受信周波数となるのでSi5351の2つのローカルはいずれも使用する。

・急峻なルーフィングフィルタとして多素子のXFを使うことで、妨害波耐力を向上できる

・1stLOのSi5351を使わないで、代わりにDDSを用いれば、不快なポップ音は皆無!!!ですね。


 (3)12kHz信号をいきなり45MHzに変換する(UPC-TRXの付加装置)案





構成の概念図-(3)


・例えばUPC機(いまだにメイン機です)と組み合わせて、トータルでダブルコンバージョンを構成する。
 →これにはIF=12kHzのイメージを切るために45MHz帯で24kHz離れの減衰量を確保する
  ために、45MHz帯MCFを本体とは別に追加する必要がある。




UPC-TRX



・この場合、UPC-TRXのチューニング機能を用いるので、1stLOのSi5351を使いませんから、不快なポップ音は皆無!!!ですね。

 てなところです。すべてを一度に実現させることもできなくはないですが、それをやると、切り替えSWのお化け集団になって、系がどういう状態にあるのか自分でも分からなくなりそうです。 なので、まずは(1)から始めて、いろいろ楽しんだ後、最終的には(3)(=要はUPC機の付加装置)にたどり着くのがいいのかなぁとおぼろ気に考えていますが、途中で気が変わるかもしれません。

 では、ということで、以降は(1)を構成するべく、実装やパネル加工を進めていきましょう。 (1)ではリニアアンプ部は(まとめて)外付けにしたいので小さなユニット構成になりそうです。せいぜいが、TX出力は10dBmもあればOKで、RX感度は1μVrms近辺で考えます(プリアンプを考える「かも」しれませんが。

 実は、最初はTRXでミクサー&アンプを別々に組んでそれぞれ2組ずつ用意しようと思いましたが、もう一組のセットを作るのが面倒くさくなったので、リレーで切り替えてみることにしました。

 ミクサー、アンプはそれぞれ1台ずつで、しに入出力に同軸リレーをかませて、送受信時には信号の向きが真逆になるように配線します。配置に関しては以下のとおりですから、どんな配線になるのか、考えてみてください。




ユニットとリレーの配置図


 これを見るとTX,RXでミクサー、アンプの入出力が近接したり、あるいはアイソレーションが取れない可能性もありますが、配置を工夫すれば、同軸リレーと引き回しの同軸のアイソレーションで十分に安定動作が可能ではないかと踏みました。ミクサーは入出力の周波数が異なるので、それだけで十分アイソレーションが取れますし、アンプはたかだか10dB内外の利得なので、よほどのことが無い限り(リレーのアイソレーションが普通に30dB以上あれば)、発振からは無縁でしょう。

 実は、TX/RXと二系列のミクサー、アンプを設ける場合のコストと同軸リレー(=昔400円で購入)を6個使う場合では、製作コスト(稼働も含む)はもしかして、2系列を作る方が安上がりなのかもしれません。しかし、ま、今回はこんな形でやって見たかったという興味だけで走ってしまいました(笑)。




配線後接続の様子


 なお、実際には、このあとにTX側のプリドライバーアンプ(RD16HHF1を想定)と送受信用BPFを追加しますが、それは、あちこちで書いているユニットと同じなので、ここでは省略しておきます。ここまで読んでいる読者の方々にしたら、「またアレかぁ」のレベルですから、あえて詳細をアップする必要もないでしょう。

 結果ですが、動作は安定でSDR-3に繋ぎこんで、所望の特性が得られています。次回は、これらを収容するケースとパネルレイアウトを考えてみたいと思います。




プリドライバーまでの全景




++++++++++++++++++++ 閑話休題 ++++++++++++++++++++++


 さて、ここで少し寄り道をすることにします。実は、パネル加工のための時間稼ぎの埋め草(おまけ)だったりしますが(笑)。

 SDR-3を弄っていて、なんとか設定パラメータを変更したいなと思う事が有ります。今のところ、具体的には以下に示す項目ですが、今後、弄りが進むに応じて増えていくかもしれません。ちょっとその様子を記述しておきます。なお、SDR-3のソースから実行ファイルに落とし込む、所謂コンパイル法に関しては、オジサン工房のBBSに記述がありますので、そちらを参考になさってください。


@ 設定周波数の上限を変更 
 \SSB_trx\radioに“radio.h”なるヘッダーファイルがあって、そこに

#define FREQ_MAX (50000000) // 最高受信周波数=50MHz

 なる定義文がありこれを変更すればできます。例えば、
      50000000→99000000で99MHzになります。
 オリジナルではこれが50MHz丁度になっているため、50MHzバンドが送受信できません。まずは受信だけでしたら、この数値を変えるだけで済みます。

A IF周波数を25MHzから他の周波数(例10.7MHz)に変更 
 \SSB_trx\radioのフォルダ内にradio_settings.hというファイルがあり、中ほどに“// ラジオ設定” というパラメータ設定用定義文がたくさん並んでいます。ここで、

int32 freqif1 = 24996350; // IF1周波数 = Xtal Filter センター周波数
static int freqtxtest1 = 1000; // 送信テスト周波数1
static int freqtxtest2 = 1300; // 送信テスト周波数2 TWO TONE

 とあるのでこの値を変更すればいいです。必要バンドで動作させるために、変更したIF周波数に合わせて第一ローカル周波数が変更されます。但し、その他に何か影響があるパートが変更されるかどうかは未確認ですので、実際に10.7MHzとか9MHzとかを採用する機会があれば、チェックしないとダメですね。

 また、オリジナルソースではAF2-トーン信号が1000Hzと1300Hzとなっていて、これでは周波数間隔が狭すぎますから、私は1000Hzと1800Hzにしています。

BSi5351のプツプツ音改善
 Si5351の周波数設定前にAFをミュートをONして周波数設定後にミュートをOFFしてるようですが、このAF強制ミュート機能を解除?してみます。

 \SSB_trx\radio のフォルダ内にradio.cというsourceがあり、その中で“// 周波数を si5351に設定”なるサブプログラムがあって、ここでmuteのオンオフをしているようですが、“//”を入れて無効化してしまいます。赤字は変更箇所です。

static void freq_update( void ) {
static int i2c_error = 0;
//mute = 4;
int flocal1 = freq + freqif1;
int timeout = 5;
while( --timeout ) {
LO1_FREQ( flocal1 );
if( !i2c1_iserror() ) break; // エラーがなければ終わり
}
//mute=1; // 設定が終わったらミュートを解除
}

 これで少しはプツプツ音が減った感じもしますが、完全には無くならず、やっぱり気になるっちゃ気になりますね。


<ケースの製作> 【2018.12.30


 2018年も押し詰まってきました。今年最後のアップになります。

 さて、やっとのことですが「リグの製作」に移っていくことにしましょう。どうも、ここをご覧の皆さんは、特性測定とか、SDR-3のリグ化検討の記事とかはあまり興味がないのか、アクセス数が伸びません(苦笑)。ま、クリスマスから新年に至る時期(こんなHPを見るより楽しいことはたくさんある:笑)ということもありますが。もっとも、記事とは別にパヨクや支那、半島のディスり記事もたっぷりあるので、その領域が嫌いな方は来ないでしょうね。なので、昔に比べてざっくり3割減のアクセス数という感じでしょうか(笑)?まぁ、興味のある人だけ見てもらえれば十分だと思っています。・・・こういう事を書くとまた、アクセスが減るのでしょうねぇ(大笑)。

 おっと、相変らずの脱線です。戻して今回はケース加工のお話です。

 SDR-3を収容するのにどんなケースがいいかなぁ・・・といろいろ見ていたのですが、ま、元の基板が平べったいので、それを単純に横置きして以上終わりでもいいのでは?と当初は思っていました。ただ、いろいろな発展可能性や、終局的には、多分単独でのリグでというよりは、UPC機の外付けアダプターのほうが、Favoriteになるのじゃないかと思い出し、それに沿ったプランに変更しました。

 最終的に半導体UPC機の横に置いて使うためには、収容棚の関係上、あまり横幅を大きくすることは出来ません。せいぜいが150mmくらいになってしまいます。また、全高もUPC機と同じレベルにするには160mmくらいになるという制限があります。こうなると奥行を少しとって、全体のユニット収容を行う必要がありそうです。そんなプランで、市販のケースを見ていると、当然のことながら要求に合うケースなんて、まったく存在しません。

 ならばということで、アングル材とアルミ板で仕方なくケースを作り始めることにしました。370MLのJN1NDKさんが370ミーティングに持ってくる作品で、このようなケースに収容されている例が頭に残っていたので、今回は見習ってみようと考えました。しかし、本当にフリーな寸法で作ろうとすると、アルミの裁断が面倒くさそうです。いまだに電動工具は、ドリルとドライバーくらいしか無く、金のこぎりは手動です。これでは、まっすぐなラインや直角を出すのは至難の業です。





アルミ板とLアングルでケースを形成

ねじ穴の位置合わせはカンで「当て空け」


 なので、今回は市販の切断材を「そのまま」使うことにしました。これなら、裁断しないので、直線が崩れたり直角が出なかったり・・ということはありません。前面&後面パネルは150×200mmのアルミ板から切りだしましたが、両サイドと天板、底板は150×250のアルミ板をそのまま使いました。これに10mmのアルミアングルを適度に切断してコーナーを固めて「箱」を作っていきます。




アルミ板とLアングルで作ったケース正面


 実は、この箱作りですが、ほぼ「実物の当て空け」です。ネジ穴の位置を測って・・・・なんてほとんどしていません(前面パネルだけは流石に・・・)。現物合わせで、だいたいこんなもんだろうとドリルで開けてしまいます。3面の角だと、アングルとアルミ板を固定するネジが集中しますが、お互いに干渉しないように感覚を取って「感」で空けて行きます。なんだか昔の半導体UPC機やTRX305の時はかなり綿密に寸法を測っていたのですが、今回は単純構造なので、まさに「エイヤ」で切ったり空けたりしています。

 ケースの形が出来上がると、今度はモジュールやパーツの搭載位置を考えますが、これはある程度考えてケース形状を決めてあるので、これも引き継き「カン」で「当て空け」に勤しみます(笑)。モジュールの穴(なければ空けて)に合わせてドリルを回せば、非常に時間が節約できます。シャーシやケースの加工が面倒だと言う方は、この職人的感覚をお持ちではないのでしょうかね。私も、シャーシ加工は得意ではないし、工具も特別なものは持っていないので、仕上がりはとっても悪いですが、シャーシ加工中のスリル感は、けっこう好きです。スリル感というのは、「当て空け」をしてるので、全部穴を空けきって終了するまでにいくつもの失敗のチャンス(?)があり、それを回避していく思考過程が面白いと言えば面白いのです。変な奴だとお思いになるかもしれません。





穴あけ完了

各パーツ(アルミ板、アングル)には位置関係がマジックで書いてあるが
最後に無水アルコールでふき取る





天板もつけてみる


 一般にシャーシ加工が嫌いと仰る方は、作業が単純で気持ちが入らず、さらに失敗すると、心理的ダメージが大きいと思っているからなのかもしれませんね。できたと思って部品やモジュールを実装すると、何処かで干渉していて、ちょっとやそっとのごまかしでは乗り切れないとなると、しばらく工具を持ちたくなくなります。しかし、まぁうまくごまかせる程度の失敗くらいはあっても、穴あけ完成までこぎつけると、これは相当な達成感があります。シャーシ加工だけでもそうなのに、ケースまで作るとなると、この完成時の満足度は高いものが有りますね。

 ぐだぐだ書いてきましたが、ま、一応、穴あけが終わったので、曝しておきます。前面はロータリーエンコーダ2つ、ディスプレイ、バンド&モードSW、マイクJ、ヘッドフォンJ、電源SW、STBYSW、SDR3DについていたタクトSWたちを全て全面パネルに出しました。ディスプレイは本体と切り離してコネクターで繋いでいます。タクトSWは小型のものから、中型の操作しやすいものに換装してあります。このタクトSWはResetとBootのSWも前面に出してあります。これがあると、プログラム書き替え時にわざわざSDR−3Dをひっくり返して・・・なんて面倒が無くなります。なので、気軽にプログラムを弄ることが可能になります。また、書き込み用のUSB-シリアル変換モジュールはSDR-3Dに繋ぎっぱなしにして、プログラム更新の即応性を確保しています。





とりあえずパネル面の様子

まだアルミ板に保護シートがかかっている(のがはがれてきたない)


 さて、最後は塗装ですが、今回は最低限の塗装に限っています。前面パネルは車用塗料の三菱A23とA69(特に三菱に限るわけではなく、たまたまスプレー塗料が残っていただけです)を混用し、クリアラッカーで被膜を作りました。一応、薄いですがサイドシルも作ったので、半導体UPC機に合わせて黒色塗装をしています。これは、もう少し厚いほうが存在感が出たかもしれませんが、あいにく手持ちの厚板が無かったので2mmのもので我慢しました。





塗装終了

側板天板は塗装しない予定(棚に収容すると見えないので:笑)



 ながなが書いてきましたが、ケースの作成は殆ど初めてだったので、なかなか時間もかかり往生しましたが、なんとか作ることが出来ました。この経験は今後のプランになんらかのプラスになるかもしれません。

 一応、この配置で配線し基本動作まではすでに確認してあるのですが、その詳細は年明けにでもアップします。ということで、今年のアップは終わりますが、皆さんよいお年をお迎えください。


<実装について> 【2019.1.13】

 さて、ケース&穴あけも仕上がったところですので、実装&配線を進めていきましょう。

 まずは電源です。これはディジタル機器=SWレギュレータというステレオタイプ的思い込みは排除して、アナログシリーズレギュレータで行きます。私は基本的にSWレギュレータ嫌いで、私の作る機器の電源は出来る限りアナログタイプにしています。そういえば、TRX305もアナログ電源でした。もっとも、SDR-3も、電源にはノイズを振り撒きがちなSWレギュレータは止めてね!とオジサン工房から注意されていますので、ここはSWレギュレータの選択の余地はありません。私がSW電源を使うのは、アナログでは非現実的な重量・大きさになっちまう場合に限られます。なので、このあと作成予定のLDMSリニアアンプの電源はSWタイプにせざるを得ないと思っています。

 おっと脱線です。ま、なんの変哲もないアナログ12V2A程度のSDR-3、リレーs、外付けフロントエンド用のシリーズレギュレータです。例によってレギュレータは分散配置になります。あと、NFBアンプやAFのLPF用オペアンプに使うマイナス−9V0.3A程度のものも準備しています。





電源部のあたり

コンデンサの下には6.3V2Aのヒータトランスが鎮座



 あ、追加ですが、ここのSDR―3に供給する5Vのシリーズレギュレータですが、おじさん工房のBBSを見ていたら、環境条件が変わると、TX/RXの切り替えが出来なくなる原因になることが有ると書かれていました。おじさん工房のBBSには、「5.2V以上の電圧ではSi5351のレジスタ消失がある」とも書いてありました。確か、SDR−3を購入して一か月くらいたって、この注意書きは見た覚えがあるのですが、私のSDR−3ではこの不具合が生じていなかったので放置してありました(というか忘れていた)。

 ただ、書き込みによると、経年変化で不具合が起きることも考えられるので、「転ばぬ先の杖」として、急きょ、1AのSiダイオードをシリーズに入れてみました。結果、SDR3への供給電圧は4.7V位(私の安物の半島製デジタルテスタによると)になりましたので、これと、おじさん工房指定の大容量コンデンサをさらに追加してあり、とりあえずこれで様子を見ることにします。経年変化しても何も起きなければいいのですが。


 次はSDR-3の実装法になります。表示は前面パネルとなりますが、ここにSDR−3Dも配置すると、パネル面の配置に融通が利かなくなるので、配線が面倒にはなりますが、SDR−3Dと表示LCDを分離してイクステンションケーブルで結びました。これで、SDR3−Dは下面に配置され、通常では触らなくてもいい状態になっています。また、タクトSWは操作しやすいように大きなものに替えてあります。ここへのイクステンションはノイズを拾わないように0.8D2Vの同軸ケーブルを使っていますが、ちょっと大げさかも。ロータリーエンコーダ(RE)は、以前のバラック評価時からイクステンション形式でしたので、そのままREの位置を移動させて搭載すればOKです。





ディスプレイ背面の様子

LCDはユニバーサル基板に搭載されてパネル面に結合



 ここで、ちょっと気になるのは、プッシュSW付きのREですが、なんとも強度的に「ヤワイ」感じがします。本当ならば、本格的な100〜300pprのREを採用したいのですが、それらは、操作上必要となるクリック感が得られなくて、さらにプッシュSW連動型のものは、製品として存在しないようです。なので、今回は、ブチ壊れた時にリプレースできるように、安かった支那製のプッシュSWつきREを8つも仕入れてしまいました。はてさて、どのくらいの期間使えるのでしょうか?




支那製格安ロータリーエンコーダs(笑)

シャフトがSDR-3同梱品より長いので使いやすいかも




 おっと、忘れてはならないのは、本機にはデータ書き込み機を内蔵していることです。ついでに、リセットSW、ブートSWもパネル前面に出してあります。これは、いつでもストレス無くソフト修正が出来るようにと考えたからです。ソース修正、コンパイル、書き込みのシーケンスが途切れることなく続けられると、ソフト(ソース)改造に障害が無くなります。ケースの天板を外した後に、いちいち基板をひっくり返して、リセット&ブートSWを両押しして・・・・なんて動作では、なにか閃いても実施に至るバリアーが多きくて、やる気にならない可能性が高いからです。





書き込み機のあたり

ピンク色の付箋氏で絶縁したUSB-シリアル変換器を固定してあります



 今回、両SWを前面に引出し、書き込み器を内蔵したのは自分で言うのもなんですが、超ぐっじょぶでした。これだとまさに「ソフトウェアデファインド」無線機を堪能できます(笑)。

 さて、SDR−3Aの方ですが、こちらは、最初、SDR−3Dと同じく、底面に近い場所に短いゲタを履かせて搭載しようと思っていたのですが、アナログ部は、けっこう改造していて、一回実装したら以上終わりにはならない可能性があるので、ここは「高下駄」を履かせて、地上高を高く(50mmくらい)稼いでいます。これだと、基板をケースに搭載していてもかなりアクセシビリティが高いことになります。この基板の上には、さらにゲタを履かせて追加的に基板を搭載することももちろん可能です。





SDR-3Dの「下駄ばき」の様子

金属スペーサーで50mmほどアップして各種チェックをやりやすく
底面に設置のSDR3-Dはアクセスが厳しい


 次はオーディオアンプです。ここは最初なんでもいいので、安いデジタルアンプで済ませてしまおうかとも思ったのですが、せっかくDSPでフラットな帯域が得られるので、その音質を確認できる、ある程度まともなアナログアンプを採用しました。通常ならアナログであればLM386とかでお茶を濁すのでしょうが、今回は5W以上もの出力で動作に余裕のあるμPC2002を採用しています。以前に真空管UPC機のオーディオ部にも採用して好結果を得ていたので、採用に心配がありません。ただ、昔のSEPPなので単電源回路なので、出力キャパシタが巨大になるのは避けられませんが、これは仕方がありません。写真ではアンプモジュール全体が右側面下部に配置したので、見えずらいですが、放熱器に搭載されているのがμPC2002です。回路図は、規格表のとおりであり、別段工夫はしていません。

 また、このモジュールにはアナログOPAでLPFを構成するためにTL082もついています。これの効用(絶大ですよ)については、後で述べます。





右側面底部近くに設置したμPC2002のAFアンプ

放熱器(下側)にμPC2002を搭載した。 出力のでかいコンデンサはオーディオ用


 「とりあえずの」最後はアナログフロントエンドです。実は「とりあえず」というのは、この機器を「単独で」「無線機」にするのかどうか、このあといろいろ弄ってみて決めたいと思っているからです。下の写真では右側板にアナログフロントエンドを設置してあるのですが、SMAコネクターくらいしか見えていませんね(笑)。ただ、いまのところ、この後に、LDMOSの「2段構成」リニアアンプを作ろうと思っていて、「1段目」の出力10〜20W、「2段目」の出力を200Wにしようと思っているので、それに合わせた構成(レベルダイヤ)をとることになるのでしょう。その気になれば、左側板にはそのための実装ができるように考えてはあります。また、前から述べている通り、半導体UPC機につなげて使うことになるとすると、あまり大げさなアンプを内蔵するのもなんですからね。





実装の全体像

測定&デバッグ用にアナログ信号の分離用SMAコネクタが残っているが、最終形では除去予定 
左側板の生基板にはリニアのドライバーかQRPアンプ&フィルタを搭載予定



 ということで、現状はTX、RX端子が分離できる状態でケースに搭載しています。ここで晒したのとまったく変わらない構成ということが出来ます。さすがにそろそろケース加工と実装には「飽き」が来ているので、次回は少し視点を変えて記述してみます。




表面の様子

濃い紫色?の減光フィルター(実は半なるアクリル板:笑)を付けたが、表示輝度は十分とれた。
レタリングはこれからの予定 右下のバンドSW以外は配線済み カールコードはECM用
 



<仕上げに向けて>
 【2019.1.24】

 SDR3の復調オーディオ信号には、実は、かなりの広帯域雑音が含まれています。これは最初にオシロで見たときは「ぶっ飛んだ」ものでした。こんなのじゃ、感度測定なんざ、できはしない・・・と。





ノイズまみれの復調波形


 なんだか十分な受信レベルにおいても、細かな雑音がびっしりと復調信号に「まとわりついている」のです(なんとも情緒的表現だ!笑)。これでは相当にSINADは悪いに違いない・・・と普通は思うのですが、聴感上は「それほどでもない」のです。推測ですが、高い音の聞こえなくなっている「老人耳」では、耳の高域周波数特性が結果的に低域通過型フィルタとして機能して、聴感上のSINADを向上させる能力を持っているのではないか?・・・です。

 ちょっと脇道にそれますが、人間ドックとかの健康診断の聴覚テスト時に聞く4000Hzの「高音」ですが、私は、昔に比べて聞こえにくくなっていると実感しています。この感じだと8kHzの音は私には聞こえないな・・・というくらい自信がありません。さらに話題がずれますが、一時期、自宅の庭で「猫の糞撃退用」の超音波発生器(猫がこの音を聞くと近寄らない・・・らしい)を置いていた時、私には全く聞こえなかったこの機械の撃退音ですが、息子にははっきり聞こえていて「ウルサイ」と言っていたことを思い出します。何Hzかは測っていないので不明ですが、まぁ10kHzくらいなのじゃないかと思っています(その周波数では、全然「超」音波じゃないっすけど)。

 この類推から、「聴覚上は」高域にあるホワイトノイズは、あってもなくても、人間SINAD(笑)に影響がないのかな?と思っていました。いままでの測定では、SINSD測定器(HP8903)への入力がある程度大きいと、ちゃんと1kHzのノッチフィルタが動くようで、それなりにSINADが測れていました。ただ、こんな「機器発生雑音にまみれた」信号を見ると、そのSINADは「正しい値なの?」と思い始めてしまいました。

 で、純粋アナログなオーディオフィルタを通してみようと思って、簡単にOPAで二次のバターワース型のフィルタを組んでみました。カットオフは4kHz程度としました。せっかく、主帯域制限が振幅平坦型(12kspsのFIRフィルタ)なので、この特性を阻害しないように設計カットオフ周波数を音声帯域(〜3kHz)から少し上げています。回路は以下の通りです。





LPF回路図


 これをAFのパワーアンプに前置して変化を見てみましょう。




LPF通過後の復調波形


 先の図とはRF入力レベルはまったく同じなのに、見違えるような復調信号ですよね。当たり前な事象ですが、ちょっとびっくりする変化です。これをスペアナで見たのが以下の様子です。例のここで披露した測定法になります。




スペアナによる復調スペクトラム


 黄色がLPF有り、青がLPF無しの場合です。これから解るように、SDR-3のノイズはかなり高域まで続いていることが分かります。ディジタル機だからノイズはつきもの・・・てな理解でいいのか良くわかりません。しかし、図をみると、2.6kHzくらまでのノイズが受信機のNF由来のホワイトノイズで、それ以上のノイズはSDR3のディジタルノイズなのでしょうか?ノイズレベルに「段差」があるので、砲台グリーン(2.6kHzくらいまで)の部分は帯域制限された受信ノイズだろうと考えたのですが、ちょっと良くわかりません。しかし、いずれにしてもスペクトラム的にも、アナログフィルタを介した方が、「視覚的」にも「聴覚的」にも綺麗なことは事実なので、アナログフィルタを常用することにしました。

 さて、ここで、SINAD感度はどうなの?というところですが、アナログフィルタを噛ますとSINAD=10dB感度(@7MHz)はなんと

    0.6μVrms@50Ω

 と、普通の通信型受信機に匹敵することが分かりました。これだと、簡易型のSDRであると思っていたSDR3も立派な受信機に仕上げられることになります。おまけにHigh-IPのフロントエンドですし。さらにSINADを求めるならば、Denoiserを加えればいいのですから。これで、けっこう、まともな感度にすることが出来ました。


 さて、ながながと書いてきましたが、次に、受信レベル表示の校正をしてみたいと思います。なにせ、オリジナルのフロントエンド回路から大幅に改造してしまったので、表示される電界強度は実際とは異なった値になっているはずです。なので、これを補正します。まずは、前提として、電界強度表示に関しておさらいしておきます。



       1μVrms@解放端=0dBμ=−113dBm


 というわけですね。もし、受信機の感度が15μVrmsだったとしたら(=すげー悪いな!)、23.5dBμとか言うわけです。

 さて、SDR3の表示はどうなっているかというと、■■dBμという表示なので、上記の関係で、高精度スペアナ(私の所有範囲ではMS2830とか)から校正をすることが出来ます。





表示が25dBμとある



 まず、トップフィルタの無い状況、すなわち NFBアンプ → SL6440ミクサー → SDR3という構成でどう表示されるか見ておきます。

 SSGの信号をアナログフロントエンドのトップに入れて、50dBμ相当の信号を入力すると、表示は61dBμでしたから、−11dBの差分があることになります。SDR3のレベル検出の精度は極めて正確で、ここでは100dB程度の直線性があります。なので、50dBμも入力が入っていれば、この一点で校正すればいいでしょう。

 さて、実際にはどうやりましょうか?
要は、上の通りをやればいいということです、以上終わり!では何も情報がないので、まとめておきましょう。

@SSGから信号を発生させて、スペアナでX(dBm)であると測定される。この時のレベルは、SDR-3の受信レンジの中央付近でいいと思います。−50〜−60dBm程度でしょうか?あまり低いレベルだとスペアナによっては精度がわるいですし、アナログスペアナは、そもそもレベルの絶対値は殆ど信用できないので、ディジタルスペアナ(精度は0.3dB以下とか)を推奨します。

ASSGの信号をSDR-3に供給して、表示であるY(dBμ)と比較する。本来ならば113+X(dBμ)になるはずであるが、其処に差分が生じるはずです。これをZ=Y−(113+X)(dB)とする。

Bソースのradio.cの中に「// 信号レベル表示」というサブプログラムがあり、ここでdBμ表示をしています。この

dec2str_s( s, str, 3 );

dec2str_s( s+Z, str, 3 );

 に変えてしまいます。これでコンパイルしてヘキサをロードすれば、表示が校正されたことになります。私の場合、Z=−11(dB)になったので、これを補正値としています。


 ただ、、これだけだと、LCDに表示される◆△dBμの値が補正されるだけで、スペクトラムの絶対値の補正はされないように見えます。これについては、おいおい考えていくことにします。プログラムを見て、なんとなく改造しているので、もしかしたら大間違いかもしれませんが(笑)。

さて、話は変わって外観ですが、前回UPから変化がありました。といってもレタリングを施しただけですが(笑)。



正面の様子


 さすがに、「当て空け」の弊害で、つまみの間隔をあまり考えてなかったという失策がもろに全面パネルの「表情」にでてしまい、ちょっとレタリングの「詰まり具合」がばらけています。しかし、ま、その辺は愛嬌ということで(笑)。タクトスイッチは、最初、機能表示にしようと思ったのですが、たくさんの機能がアサインされているのと、その機能の「表示」が長くなるのも多いので、結果的に「番号表示」にしてしまいました。これだと、しばらく弄っていないと忘れそうですが、SW1、SW2,SW4、SW8が実際のオペレーションで多用するので、少し弄っていればこれらの機能は「そのキーを押した時の動作」を見れば、なんとか思い出せるのではないかと楽観しています。

 レタリングを終了すると、なんだか「リグ感」が漂ってきます。但し、まだ中身のアナログ部は最終形に至っていないので、実運用はできません。というか、実は、本音を言うと、この機器ではこのあとにリニアを繋げてオンエアする気にならなくなってしまったのですよねぇ・・・・。周波数のチューニングフィールが悪い(=24クリックのREなので周波数ステップの頻繁な切り替えが必要で、これが極めてウザイ・・・まぁ、当初思った通りではありますが)のは言うに及ばずで、ポップ音もここで改善したとはいえ、まだ少し残っているし。やっぱり、最終的な「落としどころ」には半導体UPC機の付加装置かなぁ???(=チューニングはフィーリングのスムーズなUPC機本体で行う)と思い始めました。まだ、最終決定は下していませんが、さて、どうなることやら。