高速DDS外部局部発振器 (2008.6.21) |
以前からAD995Xシリーズに興味がありながら、0.5mmピッチのピン配置にしり込みしていましたが、このたび超絶技巧空中配線で、チップの動作を確認することができました。これはVBで書いたPCプログラムで動作を確認し、一人で悦に行っていましたが、単にAD995Xが動いた・・・・ということだけではツマラナイので、こいつを使ってアップコンバージョンTRXの外部ローカルを作る事にしました。TRXはDDSdriven-PLLで、十分な特性を得ているのですが、DDS単体でどこまで迫れるのか、たいへん興味があるところです。昔、2世代前のAD9850/9851を単独で使って勇ましくもローカル発振器をでっち上げようと悪戦苦闘したこともありましたが、まぁ、スプリアス受信のことをとやかく言わなければ、アップコンバージョン機のローカルとしても使えないことも無かったのですが、やっぱり、あまり気持ちのいいものではありませんでした。(似たような試みを実際にトライされた方も居たやに聞いていましたが、どうなったのでしょうね?)今回の検討は、めでたくローカル発振器の座を射止めることができるでしょうか?
DDS制御部のブロック図
外部ローカルとしてまとめるとなると、ロータリーエンコーダのインターフェースにはじまっで、LED表示、DDSへの周波数アップダウン、バンドSW検出その他とけっこうな量の処理があります。これを一からスクラッチで作っていては、とんでもない時間がかかるのは容易に想像がつきます。私の場合、どちらかというと、ソフト処理ってのは面白みがないので、「作業」はなるべく少なく済ませたいものです。いろいろ考えていて、ハタと気がついたのが、アップコンバージョンTRXで作った制御プログラムの改造で済ましてしまうという「手」です。PLL用の制御回路ですが、要はリファレンスのDDSの周波数をコントロールしているだけですから、周波数データのアウトプットルーチンと周波数設定データを995x用に変更すれば、一丁あがりという感じでうまく動くのではないかと考えました。
そんな安易な方法で制御しようとすると、一つ面倒な話があります。以前のTRX用制御プログラムは、もともとPIC16F84AとAD9850で作っていた確認用のプログラムがどんどん肥大して、しまいにはPIC16F877なんぞの巨大なPICをI/Oも脈絡なく使った、どちらかというとあまり考えてない回路になっています。ですから、これをコピーするのは、あまりにも無駄が多くて、本当はやりたくありません。しかし、トータルで必要な時間を短縮するには、無駄と分かっていても、以前に動いた実績のあるハードをデッドコピーしたほうが、楽なのではないかと考えました。そんな考え方で出来上がったのが、上のブロックダイヤグラムです。バンドSWの16バンドから4ビットに変換するエンコーダやら、LEDドライバ&ラッチが6つもついていたり、無駄の極致のような回路です。16F877のような、多数のI/Oがあれば、これらは省略することが可能ですが、なにはともあれ、プログラムを書き変えるのが、面倒なので、ハードのほうを余計に作っちまった。。。というのが今回のアプローチです。そんな回路なので、結線図を示しても恥をかくだけなので、当然省略させていただきます(笑)。
制御部の様子
上の写真はなにはともあれ、ハードをアップコンバージョンTRXの制御回路とまるまる同じにデッドコピーして、「TRXのソフト」を走らせて見た様子です。とりあえず、カウンタ表示もちらちらアップダウンしているので、ハードは動いているような感触は持ちました。けっこうアバウトですが、動作がおかしいのが分かった時点で直せばいいや・・・てな軽いノリでやっています。
下はたまたまJA4LAOさんの掲示板に投稿した時の写真が残っていたので、ついでに載せておきます。裏面の写真です。特に意味があるわけではありません(笑)。
とりあえず、ラフに、各部をチェックして、超絶技巧DDS基板とインターフェースしてみました。受信機の実験に使った生基板の上に2枚の基板を留め、右には200パルス/回転のロータリーエンコーダが見えます。
実験図
実は今回、ハードに冗長度を持たせた関係で、ソフトは本当に単純な動作で済ませることができました。その証拠に、コンパイルして、延々とエラーが出たのは一回で、あとはコンパイルエラー無しでしたから、いかに改造が少なかったかが解ります。ソフトのバージョンも4回替えただけで完成しましたから、かなりスムーズにソフト改造ができました。
というところで、特性をチェックしてみます。クロック周波数は2^24*25=419.4304MHzに設定しました。これは、今回はSSGから供給しますが、実際にケースインするには、OCXOをリファレンスにしたVXO-PLLで同周波数のクロックを作りだすつもりでいます。 このクロック周波数の選択はちょいとひねってあって、あとで、クロック回路を「疲労」するときに説明します。
50MHz用ローカル 発振周波数の場合 Fo=95.2MHz BW=5kHz RBW=30Hz ほとんどノイズが無い |
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同上 Fo=95.2MHz BW=1MHz RBW=3kHz ほとんどノイズが無い |
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同上 Fo=95.2MHz BW=20MHz RBW=30kHz すこし小さなスプリアスが見つかりはじめる |
上図を見ると、以前にアップした特性と殆ど変わらない状況を見る事ができます。PICをDDSにインターフェースする際のノイズ混入を心配していましたが、観測することはできませんでした。一応、他のバンドも見ておきましたが、特に問題となるような大きなスプリアスは見られませんでした。ただ、RXにつなぐと、受信帯域に落ちて感知できるレベルは-120dBm以下にもなるので、十分なBPFを噛ます必要があると思います。
下は、偶然秋葉腹で見つけたディスカウントのケースです。ちょっと汚れていましたが、3000円は安いと思って衝動買いしました。フロントのシール跡をキズにしてしまったのですが、ビニールカバーを取ると、きれいな面が出てきたりで、お買い得と感じました。今後のレイアウトがたのしくなりそうです。
制御部が完成したので、次はクロックジェネレータの番です。ここは、メーカー製品のように、いきなりPLLで400MHz帯を発振させてもいいのかもしれませんが、クロックの純度を上げるために、VCXO(電圧可変水晶発振器)を逓倍することを考えてみました。この場合、低い周波数で発振させるので、DDSで生成されるスプリアスが心配になりますが、今回はクロック純度の方を優先いたしました。
ブロック図を以下に示します。こんな回路は測定器も無しに回路図どおり組んでも、まず動作しないシロモノですから、回路図はいらないでしょう。特殊な動作をさせているところもあるので、再現性がありません。でも一応順に説明しておきましょう。
●VCXOは36MHz帯をサードオーバートーン発振させています。オーバートーンはVXOできる領域が狭いですから、ほとんどF変化はさせません。今は420MHz帯で50kHzくらいしか動かさない設定になっています。ここはC/N向上をもくろんで、TRによる電源リップルフィルタを追加してあります。
●2SC1907までは10Kタイプのボビンで並列共振で処理していますが、さすがに200MHz帯をLC集中定数の共振器では苦しく、なかなかスプリアスが取れません。ここは改良の余地ありです。
●400MHzへの逓倍はジャンク箱に眠っていた、少しFtの高めの昔の石を使っています。その後はトリマーと小さなワンターンの共振棒?で400MHz帯の信号を取り出しています。2セクションごとに特性をトラジェネで確認したあとで1677を実装します。このBPFの調整はスペアナトラジェネがないとなにをやってるのか皆目見当がつかないくらいクリティカルです。ただ、一回決まるとあとは安定しているようです。
クロック回路のブロックダイヤグラム
●PLL用のプログラマブルカウンタはパルススワロータイプにもなるTC9198を使っています。これは、単純2進/10進カウンタにもなるので、非常に便利ですが、なんといっても真骨頂はパルススワローで使えることでしょう。会社違いのNECの大昔のプリスケーラと組み合わせて、いまだに現役です。プリスケーラは500MHzまでのものを1/(32/33)モードで使っています。
●位相比較器はこれまた大昔のTC5081です。さすがにこれも在庫があと数個しか無くなってきたので、単純用途のPLLを作るにはなにか考えないといけません。位相比較周波数は10kHzです。生成周波数が2^24*25=419.4304MHzにしたので、リファレンスが10kHzで、分周比を41943にすれば、あとは400Hzしか残りません。これは、1ppmの誤差ということになりますが、無視するか、OCXOの調整端子でぎりぎりつめるかは、別途考えることにしたいと思います。
●LPFはラグリードで設計できませんでした。それは、VXOの可変幅が少なくループゲインが極小なので、通常の設計方法では収束しないのです。仕方が無いので単純積分タイプにしました。高域の位相遅れは、制御周波数範囲が極小なので、影響無かろうとの魂胆です。結果的にロックスピードを犠牲にしてC/N(リファレンスリークに対して)を稼ぐ手法です。こうしないと10kHzのリファレンスリークが低減できません。CRは150Ω・10μFで組んでいますが、一回電源を入れたら周波数は変わらないのでロックスピードの遅さは気にする必要はありません。
●OCXOはジャンクで入手した12.8MHzのものです。何に使われていたのかは不明ですが、1984年と刻印があったのでもう4半世紀も過ぎて、なお元気に動作しています。
クロック回路の実験の様子
こいつは、ブロックの全体像です。小型のTCXOがついていますが、これは動作確認まで使っていました。ただ、400MHzにまで逓倍するとスペアナ(OCXO)に比べて、1kHz以上もオフセットしていました。OCXOに変えたら、200Hzくらいのずれになったので、さすが!という感じですが、実際はその1/4以下の周波数で動かすので、まったく気のする必要は無いでしょう。ドリフトは皆無のようです。TCXOは取り去って、TC9122の下の部分にOCXOを固定するつもりです。
クロック回路の近傍スペクトラム
これは得られたスペクトラムです。かなりきれいな近傍スペクトラムが得られました。スプリアスにつては、この後、特注しているXTAL(419.4304MHz用)をに変えたあといろいろいじってみたいと思っています。
DDSローカルの全体結線の様子
これは、先走って、DDSに繋ぎこんだ様子です。なにはともあれ、早く全体の特性を見たいというのが人情でして、そこでよければ完成に向けて突入するし、だめなら、原因究明に戻るかどうかの判断を早くしたかったからです。個別回路に気合を入れて仕上げて、最後に結合したあと思いも寄らないトラブルに見舞われるケースもあるので、早く全体像をつかみたかったからです。結果的には一番重視していた近傍のスペクトラムも下に示すように十分な特性を示すことがわかりました。なんだか、+/-500Hzあたりに角が出ていますが、多分抑圧できると思います。全体をまとめる過程で退治したいと思います。
近傍スペクトラム
クロックが432MHzなので50MHz用の95.2MHzが98MHzになっている
DDSのスプリアスは、いままでの経験とJA4LAOさんの実験を総合的に考えると、クロック周波数そのものが関係しているような感触を持っています。ですから、以前、ざっくりと419.4304MHzでさらっておいた結果を得るには、やっぱりクロック周波数が最終値にならないと本当のところはわからないのかなと思っています。
<クロックジェネレータの周波数あわせと総合特性> 【2008.8.24】
お盆休みが明けると、特注のクリスタルが届いていました。昔からお世話になっている川崎電波さんで作ってもらいました。ここは適価で一個からでも作ってくれるので、本当に助かります。おまけに造りもよく、信頼が置ける会社です。今回はVXOということで、VXO専用品を特注しようかと思ったのですが、注文前に素性を調べていたクリスタルが通常のものだったので、これをVXOに変えると、想定した可変範囲から大幅に狂うのではと思い、通常品で注文しました。より可変範囲の広いVXO用というのも、メニューにあるそうですので、普通にVXOするなら、こちらがいいと思います。
ところで、今回、ブロックダイヤでわかるとおり、VXOは3rdオーバートーンでかけてみるという変則技を使っています。これは口でいうのは簡単でも、なかなか厄介な方法です。基本波ではすいすい動くVXOでも、オーバートーンでは無理に動かすとすぐに発振停止になります。周波数可変範囲もかなり狭くなります。これは、3rdオーバートーンのクリスタルの共振特性をみればわかるとおりです。
ここでは、一応、こんな風にVXOさせたというのをメモで残しておきます。まずは回路図ですが、下図の(1)を採用しました。よく、(2)のような回路で発振させようとすると、基本波周波数(表示の1/3)で発振してしまうことが多いです。
すなわち、下図の(2)のように出力の共振周波数(f)は3rdオーバートーンの表示周波数に合わせても、発振は基本波で、その3次高調波を取り出しているにすぎないという状態になります。これだと、VXOするのは楽なのですが、スペクトラムが汚く、到底、12逓倍もする気になりません。その点回路図の(1)の方は、3rdオーバートーンで発振できて、スペクトラムも下図(1)のようになり、きれいになります。ただし、代償としてVXOできる周波数範囲が少なくなる・・・・ということで、何を重視するかで、特性の妥協を強いられることになります。
発振スペクトラム
さて、またまた「不確実」な話が続くのですが、VXOのクリスタルを特注する話です。実は、いままでずっと川崎電波さんで作ってもらったHC25Uの36MHzのクリスタルで実験をしていました。回路図(1)で定数をまったく変えないで、周波数変化を見たのが、下図です。このへんの周波数で、35.555MHzという、他社のクリスタルもあったので測ってみました。この図の周波数変化軸(縦軸)は12逓倍した400MHz帯での周波数変化で書いてあります。36MHzと35.555MHzを見ても周波数可変範囲が大幅に違うことがわかります。PLLを作るには、チャージポンプの出力電圧の中央値(ここでは2.5V近辺)で目的周波数(=419.4304MHzの1/12)に可変できる発振周波数のクリスタルを特注することになります。そこで、川崎さんの36MHzを参考にして、2.5Vで40kHzくらい周波数が下がるだろうと仮定して作ったのが、34.956MHzの特注クリスタルです。
種々のクリスタルの発振周波数範囲
ところがどっこい、できてきて、クリスタルを取り替えて、400MHz帯で周波数変化を測ると、なんと赤線のような特性です!こりゃ、まずったかな?バリキャップに0Vでも40KHz落ちません! でもあわててはいけません。邪道ではあるのですが、出力タンク回路の共振周波数を変化させると、上図の点線矢印方向に周波数シフトができます。あまり派手にやると、発振停止になりますが、発振している範囲で、バリキャップ電圧が2.5V近辺で、目的周波数にシフトできることがわかりました。ただし、バリキャップ電圧と発振するオフセット周波数の特性は変わらず、ずいぶんと可変範囲が狭まっています。しかし、この範囲をクリスタルのフリーラン周波数が逸脱しなければ、PLLで必ずロックできますので、もうこれ以上深追いすることは止めにしました。
ということで、なんとかPLLを掛けることに成功したので、このクロック回路をDDSにつなぎこんでみました。気になるのは広域のスプリアス特性だったからです。一応、SSGで419.4304MHzを生成して、DDSにぶち込んで広域スプリアスを見ておいたのですが、これとて、自作のクロックジェネレータに変えれば、どうなるかわかりません。ということで、DDSの広域スプリアス特性を以下に示します。
3.5MHz用ローカル 発振周波数の場合 Fo=48.575MHz CF=50MHz BW=100MHz RBW=100kHz |
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21MHz用ローカル 発振周波数の場合 Fo=66.185MHz CF=50MHz BW=100MHz RBW=100kHz |
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50MHz用ローカル 発振周波数の場合 Fo=95.2MHz CF=100MHz BW=100MHz RBW=100kHz |
これを見てわかるように、DDSの直接出力で大きな近接スプリアスはありません。このあとに2-3ポールくらいのDWMフィルタを掛けますから、少なくともスペアナで見る限りは、ほとんどスプリアスの無い特性が実現できると思っています。まぁ、DDSの場合、スペアナ監視限界以下のスプリアスは無限にあり、これがIF帯域なんかに落ちると、とんでもない妨害になるので、最後まで油断はできません。予想としては、あるとすれば3.5MHzが一番厳しそう(45MHzのIFに飛び込む)な感じがしています。
近傍スペクトラム(50MHz用)
最終形態で、近傍ノイズもよく抑圧されている
最後にお決まりの近傍スペクトラムです。TRXのVCOのスペクトラムのほうがもしかしたらきれいかもしれませんが、まぁ、音声帯域で-90dBくらいのC/N純度なので、もうこれ以上は追求しないことにします。
クロック部の配線をすっきりさせました
<S様からのプレゼント> 【2008.9.28】
以前に超絶技巧配線でAD995Xをバラック実装したころ、HPにアップど同時に、「誰か、基板を作ってくれませんでしょうか?」とつぶやいたら、以前から情報交換をさせていただいていたS様から、「昔に作った基板が1枚残っているので使いますか?」との超有難いお申し出がありました。もちろん、ばっくり食いついたのは言うまでもありません。基板が到着したら、すぐにも取り掛かろうと思っていたのですが、当時、野暮な用事が多く、一回お蔵入りしてしまいそうでした。これではイカン、せっかく戴いたS様に失礼にあたると思い直し、少しずつ実装を始めていきました。なんせ、バラック実装専門で、基板なぞ作ったことがないPWZには、0.5mmピッチ配線の基板というのは天から授かった貴重なプレゼントです。これで、失敗こいたらS様に申し訳ありません。・・・というプレッシャーもこれありで、ゆっくり慎重に進めて行きました。
まず、最初にやったのが、基板パターンと私の想定している回路図との照合です。995Xの場合、ほとんど回路的な自由度が無いので、だれが考えても同じような配線になると思いますが、周辺のインターフェースを以前作った超絶技巧配線のバラックユニットと合わせたいので、まずは、実体配線図(必ずしも素子は実体ではないが、配線イメージが湧くように)を描いてみることにしました。これを以下に示します。
実体配線図
実装チェックしたところは鉛筆で塗りつぶし(なんと原始的!)
これを元に、少しずつ部品を載せていったのですが、何点かオリジナルから変更しなければならなくなってしまいました。
●チップセラミックコンデンサ以外にチップ部品をほとんど持っていないので手持ちのリード部品を流用した。
・FB801コア、1/6W抵抗、3.3Vレギュレータ、インターフェース用TR等です。
●オリジナルパターンの変更をしてしまった
・平衡形クロック入力回路を不平衡に変更しました(→400MHzで使えそうなコアが無かったため)。
・電源系統の配線はまったくパターンと異なる(→手持ち部品を活用したため)。
・基板にパターンのあるLPFは実装せず(→このあと、アンプとバンド毎のBPFを設けるため)。
という風に、かなりの部分を勝手に変更したので、HPへの掲載はご許可戴けないかな?と思ったのですが、メールをしたら快諾戴いたので、今回、アップすることができました。基板作りにはいろいろなノウハウがあるので、まったく作ったことのないPWZがにわかパターン屋になって基板を発注しても、「鎮魂の山」になることは必定ですから、今回の件は本当に感謝しております。HP開設を長くやっていると、こういうことは何度もあり、そのたびに皆様のご親切に甘えています。
下の写真が全景です。設計者の意図しない部品配置をしています。RF廻りはほとんど変更していないので、オリジナルの特性が出せているのではないかと思います。
頂いたボード全景
下の写真はちょっとクローズアップしてみました。先にも書いたように、チップ抵抗を持っていなかったので、1/6Wのリード形抵抗ですが、マウントがちょっと不細工になってしまいました。バイパスコンデンサは0.01μと0.1μをスタックに実装しています。また、もともと9954がマウントされていたので周辺の実装はあまり苦労なく終わりました。また、ガラエポ基板なので信頼度は十分です。
チップ廻りのクローズアップ
配線図を下図に示します。アナログデバイセズのデータシートと、海外の995xを扱っていたWEBの回路図を参考にしましたが、これが大きく変わることはほとんどないでしょう。オリジナル基板ではLPFのパターンがついていましたが、今回はバンド毎のBPFが必要になるので、これは外付けすることになります。最初は制御信号を5VのTTLインターフェースでPCのレガシーなパラレルポートから制御していましたが、基本動作の確認が終了して、独立した制御基板からのコントロールに移りました。
AD995Xの回路図
<総合特性測定> 【2008.10.11】
すこしずぼらをしていて、上記の回路図を書いたあとは作業にかかれずに居ました。やっとこさ特性を取得したので、下記にまとめておきます。一応、S様の基板を、いままで超絶技巧配線をしていたユニットと交換して制御基板とインターフェースし、さらにはクロックユニットとつないでみたところです。
実験風景
超絶技巧配線DDSユニットの代わりにS様から戴いたユニットを搭載し、クロックユニットと結合
DDS基板の信頼性がずいぶん向上した
左下のユニットがS様から戴いたもの
いつものごとく、近傍C/Nです。以下のとおり文句のつけようがないほどきれいです。他のバンドもまったく同様で、DDSおよび基板を換えたことによる変化はほとんどありませんでした。以前に観測されていた近傍(+/-500Hz近辺)のスプリアスも見当たりません。いいかんじです。
50MHz用ローカル 発振周波数の場合 Fo=95.2MHz BW=5kHz RBW=30Hz |
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21MHz用ローカル 発振周波数の場合 Fo=66.185MHz BW=5kHz RBW=30Hz |
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3.5MHz用ローカル 発振周波数の場合 Fo=48.575MHz BW=5kHz RBW=30Hz |
さて、広帯域のスプリアスですが、ちょっと50MHzでスプリアスが増加しています。一番近いのはBPFで取るか、あるいは、クロックからの漏れこみであれば、クロックのBPFを強化するか、いずれにしても、こうなったら最後の実装環境でつぶしていこうと思います。電源のアイソレーションによってもスプリアスがずいぶん変りますので、「いずれつぶす!」ということにしたいと思います。これに反して21MHz以下のバンドではほとんどスプリアスが見当たらなくなってしまいました。このDDSはスプリアスの観点からもAD9850/51とは格段に特性が改善されていることがわかります。これをみると、昔、秋月のDDSユニットを使って逓倍しながらローカルを組んでいたのを全部組み替えたくなってきましたが、いかんせん気力と時間がついてくるか・・・・。
50MHz用ローカル 発振周波数の場合 Fo=95.2MHz CF=100MHz BW=100MHz RBW=100kHz |
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21MHz用ローカル 発振周波数の場合 Fo=66.185MHz CF=50MHz BW=100MHz RBW=100kHz |
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3.5MHz用ローカル 発振周波数の場合 Fo=48.575MHz CF=50MHz BW=100MHz RBW=100kHz |
上記のスペクトラムを見ていて、さぁ、どこまでスプリアスを押さえ込もうかと考えていました。いずれにしてもDDSの場合、出力BPFをつけないと、受信スプリアスが大変です。アップコンバージョンの場合、IFが高い周波数になるので、HFローバンドの場合、DDSローカルからのIFに飛び込む受信nスプリアスを抑圧するのは、けっこう大変なことです。というのは、HFシングルスーパーの場合、IFが9MHzとかであるとすると、このIF周波数におけるBPFの減推量は、アップコンバージョンのケースよりかなり大きくなりますので、スプリアス受信対策が容易です。ですから、アップコンバージョンでDDSを直接ローカルに使おうなんて考える場合、DDSのDAコンバータは10ビットとかだと苦労すると思います。9954は14ビットなので、かなり有利になっていますが、一方、BPFの減推量が取れないので、それで相殺されてしまうのでは?と心配です。
DWM式BPF
上から3.5/7 50 14/21用
と、うじうじ考えていても先に進まないので、5バンド分のBPFを3個のBPFで作ってみました。いつものDWMさんの直列共振型の3ポールのものです。上記に示しますが、3.5-7、14-21、50用に分けることにしました。比帯域は1:10くらいに選んであります。下の図は48-53MHzくらいでフラットになるように設計して実現しています。ディスプレイラインが自作トラッキングジェネレータ直結時ですから、中心周波数におけるロスは2dBくらいです。このくらいの周波数になると、共振Cが小容量になってしまい、調整できないといい形の特性が得られませんから、セラミックトリマーとすることにしました。結合用のCが比較的素子感度が低そうなので固定Cで十分です。
3.5-7MHz用BPF特性
3バンド分のBPFを作って、それぞれDDSの出力につないでみたのが、下の表(図)です。ご覧のとおり、すっかりスプリアスが消えています。ただ、このスプリアスとて、スペアナの残留雑音レベルがあと30dB低ければ、たっぷり見えてくることが予想できます。ですから、このスペアナでスプリアスが見えなくても、単なる気休めでしかありませんが、まぁスプリアスが全バンド-70dB以下になったので、一応このあたりで矛を収めることにしたいと思います。
50MHz用ローカル 発振周波数の場合 Fo=95.2MHz CF=100MHz BW=100MHz RBW |
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21MHz用ローカル 発振周波数の場合 Fo=66.185MHz CF=50MHz BW=100MHz RBW=100kHz |
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3.5MHz用ローカル 発振周波数の場合 Fo=48.575MHz CF=50MHz BW=100MHz RBW=100kHz |
とりあえず、上記のユニットたちをケースにビルトインすることにしました。フロントパネルは下の写真のようになりました。最初はロータリーエンコーダのつまみの選択に悩みましたが、秋葉ではサトーパーツのアルミむくのつまみしか気に入ったものがなく、ちょっと高価ではありましたが、これにしてしまいました。重さも適度にあるので、回転フィーリングは非常にいいかんじで気に入っています。ディスプレイのスモーク板を止めるねじは六角のものにしてみました。つまらないこだわりですが、なべ頭の3mmねじより見栄えがいいことはたしかです。SWは左から、POWER、CLOCK切り替え(外部、内部)、DDSステップ切り替え(25/100Hz)、AM/FMとSSB切り替えです。ロータリーSWは5バンドのローカル切り替え(3.5,7,14,21,50MHz)とTTG用信号出力(5バンド分)の機能があります。
フロントパネル
下の写真は実装の様子です。まだ、クロックは実装していません。左上が制御/表示部、左下がDDS基板、右上が出力アンプ+BPFで右下のおおきな黒い出っ張りが電源トランスです。トランスは端子にDiを結線した部分が丸見えで外部にむき出しになってるので、あとでカバーを考えることにします。これは、昔のソニーのカセットデッキを分解したときに出てきたもので、3巻き線の電圧が今回用途にぴったりで、シールドも厳重だったので、ぱっくり食いつきました。右下の四角い金属箱はOCXOです。クロックユニットは下駄を履かせて、BPFの上面に実装するようになっています。
内部の様子@
一応、こんな感じで外部のSSGからクロックを入力させている場合は、きれいなスプリアス特性と近傍スペクトラムが得られています。ちょっと野暮用が続くので、一回、途中ですがアップすることにしました。
<完成> 【2008.11.15】
野暮用の予定が変更になったので、朝から、↑の続きをごそごそとやっていました。レタリングを入れると、だいぶ引き締まった感じになりますね。結局、LOCALとTTGは3.5-50MHzの5バンドのみにしてあります。LOCALのほうは出力にDWMフィルタを入れているので、48.5-52MHz(3.5/7)、59-61.5MHz(14/21)、50-54MHzの出力周波数になります。一方、TTGの場合は50MHzのLPFしか通していないので、ロータリーつまみをぐるぐる回せば、100kHz-52MHzくらいまで出力できます。なお、念のため、この出力をもうひとつのDDSとコンバイナにつなげて初めてTTGとなるわけで、これ単体では単なるSGでしかありません。
フロントパネル(文字入れ後)
下の写真は内部に基準クロックを実装して完成したところです。OCXOはいつも電源を入れておこうかと思ったのですが、周波数変動を見ていると、5分くらいで安定してしまうので、常時電源ONは止めにしました。
いい加減に回路を組んでいったのですが、なんとかぴったり収めることができました。クロック回路なんて、いまから思い出すと、できるかどうかわからない3rdオーバートーンのVCXOの小さな実験基板に逓倍と400MHz帯の共振器を増設していき、あとからPLLにしたので、つぎはぎだらけの基板で、とても最終形を考えて作っていたわけではありません。制御基板も手元にあった穴あき基板がちょうどよかったので流用しただけで、あまり考えていたわけではありません。しかし、こうやって最後になってみると、収まってしまうのが不思議です(と言いたいが、電源トランス外だしの愚があることに気づいて 冷や汗!)。
完成したLOCAL/SGの内部
最後は、TRXとのつなぎこみです。あまり心配はしていなかったのですが、狭い3.5/7/17/21MHzに関してはハムバンド内受信スプリアスはゼロ、50MHz帯は50-52MHzの間にS1以上のスプリアスが3点ありました。まあ、問題なく使えるレベルということができると思います。特性に関してはバラック時と変わらないので、しつこいので掲載するのは止めておきます(笑)。
AD995xDDSを空中配線でいじり始めてから、十ヶ月もちんたら遊んでいたのですが、なんとか挫折しないで完成できてほっとしています。例年、50.370MTGに何を持っていくか悩む(大型のTRXは運搬が不可能なので・・・・)のですが、今回のブツはちょうどいい作品となったと思っています。