FM-AM変調器のブロックダイアグラム
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| PLL-FM変調回路とAM変調回路 |
FMのIF回路ができたので、今度は変調回路を考えてみます。FM変調回路は発振回路の容量形成部分をV-C変換器（バリキャップ等）で置き換えればいいので、簡単に構成できます。自励発振だと不安なのでPLLを用いるのが必須ですが、せっかくLocalの信号純度を向上させたので、同様の手法を使ってももちろんいいのですが、PLLの石が残り少ないので、MC145163が使えるように、VXO-PLLとして純度と安定度の両立を狙います。また、AMについては、BMのキャリア注入よりは、昔のAM変調回路を彷彿させる変調トランスを用いた回路を使ってみます。まあ、これは実際に組上げて特性を取って、気に入らなければ変更することもあるかも知れません。
FM-AM変調器のブロックダイアグラム
ブロックダイアグラムは上のような感じになります。VXOの周波数は最終的に45MHｚどんぴしゃにしないといけないのですが、たまたま15.1MHｚの水晶があったので、バリキャップの直線性のいいところを使うためには、どのくらい引っ張ったらいいか評価するために使ってみました。これが分かったら、周波数を指定して特注することになります。
AM変調に関しては、トラ技SPECIAL No４７ のP56の回路を参考にさせてもらいました。変調トランスを用いたAM変調なんて真空管の時代もいじったことが無かったので、大変興味があります。
FM-AM変調回路の実装
上図は、ほぼ作りあがったFM-AM変調器です。これは、AM変調とFM変調を独立に掛けることができますので、それぞれ別の信号による複合変調波が生成できます。
FM変調スペクトラム
これは、とりあえず１ｋHzの信号（Noisy AF OSCによる）で変調を掛けた様子です。くわしくは、次回以降のチューニングで特性を明らかにしていくつもりです。
＜低歪みの深いAM変調は難しい＞ 【2004.2.28-29】
FMはきれいな変調がかかるのですが、AMは深い変調をかけようとすると、なかなか難しいことがわかりました。特に、低電力で１段の変調では、変調度が５０％を超えると、歪みがかなり増加して、使用に耐えません。また、SN16913のようなDBMのバランスを崩して変調を掛けても、やはり５０％を超えると歪みが目立ちます。ただ、先のトランスを用いた低電力での変調よりはいいようですが。
このほかにも、PIN-ATTを用いる方法、ベースバイアスを変調する方法等がありますが、いずれも、先の方法よりは良いという感触が持てません。要するにこれらは素子の直線性が歪みにダイレクトに関わってくるから、そんなに低歪みになる気がしないのです。（事実、ベース変調については簡単に実験しましたが、使う気になりませんでした）
WEBで検索してみると、終段とドライバーを同時変調されている例が多く見られます。皆さんがお使いになっているということは、音がいいということでしょうから、ちょっと大きめの変調トランスを調達して、みなさんがやっているようにトライバーとプリドライバーをトランス結合でAM変調を掛けてみようと思います。（終段はリニアアンプの予定） そのときは動作点切り替えも必要になりそうです。この変調器はクリスタルの特注もしなければならないので、変調トランスとともに部品調達ができてから、再度チャレンジしてみようと思います。（以上2/28）
と、ここまで書いて、パッシブDBMを試験していないことを思い出しました（2/29）。パッシブDBMはアクティブDBMよりは歪みが少ないと思ったので、早速M6VというDBMを使って簡易なバラックセットを作って100％変調してみました。それを以下に示します。
パッシブDBMによるAM変調（100％）
変調度が100％でも45ｄBくらい取れているので、通常使う領域はほとんど無歪みのようです。これを使うかどうかは次回までに考えることにします（2/29）。
先のBMによるAM変調回路をとりあえず採用しておくことにします。というのは、プリドライバーとドライバーをコレクタ変調する場合、動作点切り替えや変調信号経路がややこしくなるので、この基板一枚にAM/FM変調機能をまとめることにしました。結果的に下図のようなブロックダイアグラムになりました。BMにDCを印加してAM変調するわけですが、若干挿入損失の大きい領域で使うと比較的歪まないようです。BMのロスを20ｄB位想定して、後続のアンプを付けてみました。PLLの10.24MHzはここでは独立のXTALを用いていますが、最終的にはDDSのクロックに同期させるつもりです。また、回路については、かなり大掛かりな、マニアックな状況になっており、あまり参考にならないかもしれないので、いつか気が向いたときに整理してアップします。特性は上記のスペクトラムと同様です。
変更後のブロックダイアグラム
変更後の実装の様子