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| フルディジタルトランシーバ TRX-305A （2014.11.6） |
首を長くして待っていたTRX-305が到着しました。ディジタルＴＲＸが脚光を浴びる時代、少しでもその雰囲気に浸るには格好の材料と判断して、高い金額を工面して購入したものです。
一時期は、アマチュア用の無線機はすべてダイレクトＡ/Ｄのディジタル処理に置き換えられるような幻想がありましたが、市販の無線機は、まだ、かなりのものが大規模なアナログフロントエンドを有していて、一気にダイレクトＡ/Ｄの製品が市場を席巻するような雰囲気ではありません。その理由は、トップのリニアリティを始めとしていろいろ考えられますが、まぁ、この基板のいじり回しは、そういった理由を理解するのにも好適であると考えました。
さて、これからこの基板の特性確認、動作理解を通じて、自作趣味の「引出し」を一つ増やすことができればよいのですが、途中でギブアップの可能性も多々あるでしょう。でも、進み出さなければ、何も得られないので、結果を心配して躊躇するようなことはせず、アマチュア精神全開で進んでみたいと思います。ただ、アナログオヤジのアプローチである、「面白げな素子を見つけて、適当な回路ででっち上げ、測定器で特性を追い込む」手法はまったく通用しません。以前、ＤＳＰで遊んだ時もそうでしたが、この世界を理解するには「理論」と「演算」が全てです。なかなか手ごわい分野なので、さぁ、どこまで続けられるか心配ですが、まぁ、やれるところまでやってみましょうか（笑）。
このキットはチップ形状の部品が搭載済みの基板に、マウンターではこなせない異形部品をユーザが搭載していく形式です。この作業には全く面白みはありませんが、安く提供してもらう手段（人力は一番コスト高）と考えれば、まぁ、納得できなくもありません。昔、ＡＰＢ―１をチップ実装までやったことがありましたが、（１００ピンＱＦＰ（0.5ｍｍピッチ）なんてよく実装できたものです）、今は老眼も進んで、こんなことは、耐え難いほどの苦痛でしょうから、まぁ、ＴＲＸ３０５はリーズナブルなキット構成なのでしょう。
個装箱を開けると、ばらばらと部品が出てきますので、マニュアルに従って実装します。これは慎重にやっても１～１．５時間で終了します。これは、返す返すも、「つまらない」時間ですね。次にＳＥＴＵＰの説明に従って、ターミナルソフトを用意し、キットに電圧をかけて、各部電圧が正常であることを確認し、ファームウェアを書き込みます。このファームはＦＰＧＡのコンフィグレーションも含んでいる筈なのに、なんだか時間が掛からず終わってしまって、少なからず不安に思いましたが、次に進みます。ターミナルソフトでコマンドを送ろうと、ためしにＣＲを送ると、何もリターンが帰ってきません。マニュアルにはコマンド受け入れ状態で「＞」を返してくることになってるのです。なので、すわ？チョンボで基板が壊れたか？と背筋がゾクゾクしました。何せ、９万円のキットですから、こんなことで壊れたら、目も当てられません。というか、ユーザは「何も悪いことはしてない」のですよ。マニュアルに従って動かしたらこのざまですから。
ちなみにＰＬＬの制御電圧を測るくだりがありますが、これは０Ｖに張り付いています。これが１．５Ｖ近辺の「中点電圧」であることで、ＳＨマイコンがＤＤＳクロックのＰＬＬを動かしている証拠を得る「チェックシステム」になってるようですが、機能しませんでした。その結果、初日から「暗ーーい」思いでベッドに入る羽目に陥りました。
最初は、そのうち、サポートサイトにファームの不具合がアナウンスされるだろうと待っていたのですが、５日たってもサポートサイトは「静かなもの」でした。実は、ネット情報で、正しいと思しきファームが取説明記とは別のディレクトリあることが解り、そちらをインストールして動作は始めていましたが。その後、ファームが正しいか確かめるために、ＣＱ出版に電話したら、「メールが行ってませんか？」とのこと。ＣＱ出版からは、時折宣伝メールが届くのですが、広告はうざいので、いつも即ゴミ箱行きにしています。なので、もしかしたら、間違えて見ないで捨てちまったか？と思って、漁ってみると、ありました。開いてみると、ネット情報のごとく、正しいファームが、なんらかの原因で、間違えたディレクトリに収まっていたとのことです。ということで、なんとか、現時点（2014.10.19）で最新のファームで動き出したことは確認ができました。
さて、どこから手を付けようかと考えたのですが、まずは動作に慣れるために全体的に甞めてみることにしました。特性とかの追及は、それが終わったあと第二ラウンドで整理したいと思います。
（１）ＤＤＳについて
この基板の大きな特徴の一つに、１Ｇｓｐｓのクロックが使える１４ビットＤＤＳであるＡＤ９９５７が載っていることです。
ＤＤＳのクローズアップ
世の中、1Gｓｐｓ１４ビットDAなんていう夢のようなスペックのDDSが
いつのまにか手に届くようになりました。これはすごい。
こいつは以前から、どこかで試したいと思っていたのですが、いかんせん今までいじっていたＡＤ９９５２と異なり、ピン数も多く自前でＰ板を作る気がしなくて我慢していたものです。アナデバで評価ボードを買うと５００ドルですから、昨今の円安では、送料とか考えると６万円程度かかるかもしれません。これが、信号源+直交変調器という位置づけで載っているのです。これは魅力的ですよね。単独にＤＤＳとしての動作も可能で、スーパーヘテロダインのローカルとして使うことができるように配慮されています。クロックは１ＧＨｚなのですが、ＤＤＳ出力には１００ＭＨｚのＬＰＦが挿入されており、これが無ければ理論的には５００ＭＨｚまでは信号生成ができるはずです。今回は、まず、さらっと１０ＭＨｚ、５０MHｚ、１００ＭＨｚで測った、狭帯域のスプリアスを乗せておきましょう。主にSSB用に帯域内ノイズのみに着目しました。
ローカル用DDS発振器出力（１０MHｚ）
ローカル用DDS発振器出力（５０MHｚ）
ローカル用DDS発振器出力（１００MHｚ）
これをみると、周波数が１０MHｚ程度では、帯域内（キャリアセンター～２．５ｋHｚオフセット近辺）のノイズは最大-93ｄBC/Hｚなのでまぁまぁですが、+/-２ｋHｚにけっこう大きなスプリアスがあります。-６２ｄB程度でしょうか？ちょっといただけないレベルですね。さらに５０MHｚ、１００MHｚの様子をみると、残留ノイズも増えてきて、１００MHｚとかいう領域では、正直なところこの信号源をスーパー受信機のローカルには私としては使いたくないレベルになります。これはクロック源があまり綺麗ではないのだろうと思いますが、そのうちテストポイントがあれば確認してみようと思います。一応、ノイズに関してはHP3588とアドバンテストTR4171で測定しましたが同様な傾向でした。
以前、DDSで遊んでいた時には、AD9952で、クロックは４００MHｚ近辺に取り、クロック純度にはかなり気を使ったので、これよりはるかに綺麗DDSの出力を得ることができました。しかし、TRX-305のような一体化基板で、コンパクトに作るには使える部品も限られるので、この程度のスペクトラル純度しか実現できないのかもしれませんね。ただ、+/-２ｋHｚのスプリアスはなんとかしてほしいなぁとは思いますけど。
（２）受信について
この基板の最大の特徴は、Ａ/Ｄでダイレクトサンプリングするというディジタル特有の構成です。実は、昔、ダイレクトサンプリングのＦＭ受信機をＳＶＺ様からキット購入させていただき、動かしたまではいいのですが、それで止まってしまっていました。その時期、Ａ/Ｄとしては１６ビットの１５０ＭｓｐｓのリニアテクノロジのＬＴ２２０７/８/９を使って、ＲＦアンプ無しにしたら、かなりの特性の受信機ができるのでは？と思っていたのですが、当時からその構成でＱＳ1Ｒなる受信機があったようで、一度は購入に傾きかけました。ただ、当時、これはマイナーな存在だったので、サポート等の心配から購入に躊躇しているうちに時間が過ぎて、今に至ってしまいました。今回、ＣＱ出版社がサポートするというので（＝面倒な英語を使う必要がないので）、TRX305に手を出してみるかという気になりました。
さて、 トランジスタ技術の解説によると、受信部はＡ/ＤしたデータをＮＣＯでゼロＩＦに複素周波数変換して、ダウンサンプルしながら複素フィルター群（ＣＩＣ、ＦＩＲ）で帯域制限を掛けていく「非常に美しい」回路構成になっています。何回解説を読んでも、ＣＩＣによる帯域制限とダウンサンプラーの「位置」には芸術的な「香」を感じてしまいます（ちょっと大げさ）。一体、だれがこの構成を考案したのでしょうか？アームストロングが発明したスーパーヘテロダインに匹敵するすごい受信機構成じゃないでしょうか？
ＡＤコンバータのクローズアップ
この基板は基本的にＰＣのターミナルモードからコマンドを受け付けて、それに応じた動作をします。無線機を構成するキットでは、ダイヤルやスイッチの操作に応じたコマンドを発生させるインターフェースがあるようですが、ＴＲＸ-３０５「Ａ」キットでは最初はＰＣで動かすことになります。ですから、ＰＣ操作でチューニングダイアルを構成するには、ちょっと厄介ですが、そのうち誰かが作って発表してくれることを期待しています。
ここでは、単体の受信特性をざっと見てみました。固定周波数でも感度くらいは測ることができます。やってみると、各アマチュアバンドでＳＳＢのＩＦ帯域が３ｋＨｚのとき、０．５μＶｒｍｓ以下でＳ/Ｎ＝10ｄＢを満足しますから、いままで作ったアナログ受信機と同等の感度が得られました。これはこれで、「無線機」として売り出すのですから、当然の感度レベルなのでしょう。解説によると、狭帯域化利得（サンプリング帯域幅／通信帯域幅）とティザ効果で実現したと書いてあります。A/Dのダイナミックレンジを考えると、狭帯域利得というのは極めて大きいことが実感できます。また、ディザを効かせると１０ｄＢくらい？感度が上がるような感触も得ています。詳細は次回にでも記してみたいと思います。
さて、このままでは、単一周波数の受信しかできませんので、ハムバンドを受信するのは極めて不都合です。なんらかのチューニング手段が欲しくなりますね。ということで、この基板の応用例としても記載がある、スーパーヘテロダインのフロントエンドを簡易的に作ってみることにしたいと思います。実は、ＴＸ部の信号生成に用いるＤＤＳを単にローカルとして用いて、この基板をヘテロダイン型ＲＸ化することができます。ただ、このＤＤＳは現在のところ、ＰＣ制御の単一周波数しか生成できないので、「今」、チューニングの用途で使うことはできません。そのうち、サポートサイトで話題になることとは思いますが、「今」チューニングをするためは、なんらかの周波数可変機器を使う必要があります。
ということで、俎上に上がったのが、これです。ＤＤＳ発振器なので、プログラムすれば、任意の周波数が生成できて、チューニングのためのロータリーエンコーダがありますので、今回の用途には十分な性能を持っています。クロック発振は４００ＭＨｚ帯ですが、ＶＣＸＯ－ＰＬＬなのでクロック純度は完璧です。構成は以下のようになります。
フロントエンドの構成
DDS外部ローカルで周波数変換してチューニング可能に！
ここで「あれ？」と気が付いた方は私のＨＰをよく見て戴いている方です。というのも、ここで、ルーフィングフィルタとして、４５ＭＨｚと１０．７ＭＨｚを想定していますが、これは、手持ちのフィルタで帯域幅が何種類かあるもので決めたのです。しかし、４５ＭＨｚなんて、ＴＲＸ-３０５は受信帯域外じゃないか？という疑問です。その通りです。規格には３０ＭＨｚ（ナイキスト周波数以下）までとなっていますが、これは、どうやら受信トップのＬＰＦの帯域制限からくる理由のようです。Ａ/Ｄのサンプリング周波数は６５Ｍｓｐｓですが、実際には４５ＭＨｚの信号を６５Ｍｓｐｓでサンプルした結果は、当然ながらナイキスト周波数（＝３２．５ＭＨｚ）を超えているので、４５ＭＨｚまで伸びてるはずはありません。しかしながら、必要なのは、ＮＣＯ（数値制御発振器）でベースバンドに落とした超狭い受信信号の帯域だけです。ＦＰＧＡの内部のＮＣＯの生成周波数が４５ＭＨｚまで伸びていて、そのような周波数で、わざわざ受信を制限するようなプログラムになっていなければ、とりあえず受信はできるはずだと思っていました。Ａ/ＤコンバータＬＴＣ2205-14は高次サンプリングを考慮されていて、最高７００ＭＨｚまでＯＫですから、４５ＭＨｚなんて周波数を扱うのは「屁」でもありません。
ということで、案ずるより産むがやすしの例えどおり、実際にやってみると、見事に受信ができるじゃないですか。感度もＳＳＢにおいては、ＨＦ帯域と遜色ありません。これを見つけたときは思わずラッキーと思いました。というのも、これができれば（実際はＴＸ側も４５ＭＨｚの送信ができなければならないが・・・・後で示しますが、これもある制限下ではできます）、半導体ＵＰＣ機のＩＦ帯域以降をＴＲＸ３０５Ａで置き換える「外付けディジタルＴＲＸ化アダプター」を構成することができるからです。
お馴染み半導体UPC機
こいつのIF以降をIRX305で代替すれば高IPのアナログフロントエンドが活用できる
もちろん、ＩＦが１０．７ＭＨｚにおいては、何の問題も無くスーパーヘテロダイン+ダイレクトデジタルサンプリング受信機が構成可能です。一応、トップのフィルターとして、汎用の実験用に用意していたもの（７ＭＨｚ、１４ＭＨｚ、２１ＭＨｚ、５０ＭＨｚ）があったので、これらのバンドがＩＦ＝４５ＭＨｚと１０．７ＭＨｚで受信可能です。外部ＤＤＳ局部発振器は、バンドスイッチでツートーンジェネレータ用ポジションがありますが、これをＩＦ＝１０．７ＭＨｚに相当するように生成周波数を書き換えてあります。なんと、このために、押入れの中に眠っていたＷｉｎｄｏｗｓ９８ＳＥ機を引っ張り出しました（大笑）。
TRX-３０５に引き出し用SMAコネクターを増設
なにしろTMPコネクタを抜き差ししていると、壊れやすいので
アナログフロントエンドを簡易的に作ってみた
左下は７MHｚのDWMフィルタ、右中段は２SC１４２６PPのノートンアンプ、上段はDBMと４５MHｚのルーフィングフィルタ
受信した感想ですが、ディジタル受信機は音の抜けがいいですね。特に、帯域内に余計な位相特性のうねりが無い場合はそれが顕著に見えます。スーパー構成ではなく、ダイレクトサンプリングの場合は、帯域内位相特性を乱す要素は殆ど無く（ＦＩＲフィルタは位相直線、ＣＩＣも殆ど誤差の範囲）、ヒルベルト変換でＳＳＢの復調をする場合は、「音を濁す」要素が皆無のはずだからです。ＴＲＸ-３０５Ａをスーパーヘテロダイン形式にすると、帯域幅が１６ＫＨｚの４５ＭＨｚ帯ルーフィングフィルタの場合は、音の劣化が少ないように思っています。これが、帯域が２．４ＫＨｚの１０．７ＭＨｚのルーフィングフィルタだと、どうも音がこもった感じに聞こえます。これは、考えるにルーフィングフィルタによる帯域内位相特性の乱れが、ヒルベルト変換（Ｉ/Ｑで通過帯域内９０°の直線位相差）のロジックに悪さをするのではないかと考えています。このあたりは検証したいのですが、ここではあまり深くは触れません。第二弾のレポートに回したいと思います。
さらにはＡＧＣのアタック/リリース、ディザの効き具合、対妨害波特性とかも次回のお楽しみとしたいと思っています。ただ、７ＭＨｚの喧騒を聞いた感じでは、十分実用的に使えるのじゃないかとは思っています。しかし、ダイレクトサンプリングの場合は、ハムバンド外妨害波（特に半島/大陸からの糞放送）をどれだけ減衰させたらいいのかというトップフィルタの設計が重要になると思っています。そのあたりも、次回以降に見てみたいと思っています。
（３）送信について
さて、まずはＳＳＢとＡＭということで、内部のテストトーン信号を用いて、ＬＳＢ/ＵＳＢを生成してみましょう。以下は２８．５ＭＨｚ（規格内の上限ハムバンド）における生成信号です。FPGA内部で発生する1KHｚのテストトーンでSSB/AM変調をかけてみます。、
USBのRFスペクトラム
LSBのRFスペクトラム
AMのRFスペクトラム
この様に、キャリアサプレッションは７０ｄＢ程度と比較的良好なのですが、ちょいと得体のしれないスプリアスがに生成されます。テストトーン信号の奇数次高調波でしょうか？このあたりは、これが個体差なのかどうか継続して調査する必要がありそうです。
この様子をみると、ちょっと不安になってくるので、マイク入力からのRFツートーン信号を早く見てみたくなります。ＡＰＢ-３のときはきれいなリニアリティがありました。今回のTRX305は外部入力がマイク入力しか解放されていません。仕方がないので、マイク端子にいつものオーディオ帯ＴＴＧ出力をレベルを絞って突っ込んだのが以下の図です。なんだか帯域内スプリアスが多すぎです。サポートがまだ開始されていないので、ＣＱ出版のＴＲＸ-３０５のわかる担当者に電話してみたのですが、「マイクゲインが過多なので、ノイズが載ってるのでしょう」との返事をいただきました。それを聞いたときは、まだ、コマンドの全容を把握していなかったので、「その可能性がありますね、チェックしますよ」と電話を切ったのでした。しかし、改めてコマンド表を見てみると、マイク利得調整なんてコマンドは無さそうに見えます（その後、コマンド表に記載がなかったのが、後から追加されたようです＠2014.11.6）。一方、回路図を見ても、マイク入力からは、ＴＲのアンプにＡ/Ｄコンバータがすぐにつながっているので、ハード的には利得調整の要素はなさそうです。あるとすれば、Ａ/Ｄコンの設定くらいでしょうか？ これらをアジャストすると、このスプリアスは消えてなくなるのでしょうか？それは今後の検証にかかっていますね。
入力した２-トーンAF信号
一応、IM３が-80ｄBは取れているので信号源としては十分にピュアです。
２－トーンを入力した場合のUSBのRFスペクトラムの一例
帯域内スプリアスが多めに見えるが・・・・（調査中）
＜（４）帯域内送信スプリアスの改善＞ 【2014.11.16】
さて、上記のような状況では、私ならTXとして使用することはほぼ不可能でしょう。上記のスプリアスを編集部に送ったところ、著者の西村さんに転送いただき、早速対処していただくことができました。非常に迅速な対応だったので、びっくりしました。レポートによると、MIC入力のサンプリングクロックとTXのサンプリングクロックが異なっていて、非同期のサンプリングだったため、その周波数差の２００Hz（及びその高調波）がスプリアスになるという説明でした。確かに、上の図をみるとスプリアスに２００Hｚの高調波成分を見ることができます。
対処方法の詳細はサポートレポートにお任せしますが、TXのサンプリングクロックにMICのA/Dサンプリングクロックを同期させるために、工夫されているようです。なんでもTXのサンプリングクロックをそもまま利用できないということでした。ですから、この工夫の度合いで、残留するスプリアス量が決まるのかなぁ？と考えていました。ということで、下記にその様子を記しておきます。周波数は７MHｚ、２８MHｚ、４５MHｚにおけるMIC入力からのRFスペクトラムです。変調はUSBとAMです、USB時は２-トーン入力、AM時はシングルトーン入力です。
７MHｚ USB ２-トーン
７MHｚ AM シングルトーン
２８．５MHｚ USB ２-トーン
２８MHｚ AM シングルトーン
４５MHｚ USB ２-トーン
４５MHｚ AM シングルトーン
これをみると、SSBにおいて顕著だった、２００Hｚ成分のスプリアスは30ｄB以上（＠７MHｚ）抑圧されているようです。ここまでくれば、まぁなんとかOKというところでしょうか。これがAMだとあまり目立ちません。このへんのロジックがよくわからないのですが、少ないことで悪いことはないので、このままとしましょう（笑）。
周波数を上げていくと次第にDDS起因の残留ノイズが盛り上がっていくのがわかります。これは、DDSの供給クロックのSSB性ノイズですから、DDSクロックの大元のC/Nを改善しない限り低減できません。また、２００Hｚ起因のスプリアスとは別の原因（どうもキャリアの+/-２ｋHｚに存在しているようです）のスプリアスが見えてきます。大きな信号成分（USBでは２-トーン、AMではキャリアとサイドバンド）の周辺にまとわりついています。実は、これも西村さんに質問させていただいて、すでに解決の方策を考えて頂いているものです。詳しくは、まだ公式アナウンスがないのでここでは控えますが、近々にサポートサイトにUPか、メールされると思われますので楽しみに待ちましょう。
ここで、いろいろチェックしてみて、AD9957の１GHｚクロックや受信の６５MHｚクロックのC/Nを改善したい欲望に駆られています。具体的には、オリジナルのVCOの代わりをVXOの逓倍で構成して、ピュアなクロックを作りたいなぁと思っています。もちろん、オリジナルの改造は極めてリスクが大きいので、１GHｚのDDSクロック全体、受信の６５MHｚクロック全体を外付けモジュールで作って、本体に供給するという方法になるかと思います。ここまでやれば、特性的には完璧になるかとは思いますが、その前に、TRX３０５ではまだまだやることがたくさんあるので、それが一段落したら考えたいと思います。
TRX-305のサポートサイトがかなり充実してきています。こちらで指摘させていただいた懸念がすぐに改善されてUPされていくのは、大変心強い限りです。ご対応頂いている西村様とTR技術編集部の担当者様に多大なる感謝を申し上げます。
今回は、ＴＲＸ３０５の受信特性の一部をメモ的にＵＰしてみたいと思います。実は、狭帯域（ＳＳＢとか）の受信ダイナミックレンジとかの厳密な特性を測定するには、近傍Ｃ/Ｎの極めて良好なＳＳＧが複数台必要なのですが、そんな贅沢な設備を保有しているわけではありません（ＳＳＧはＣ／Ｎのあまり良くないＨＰ８６５７を二台のみ所有）ので、その手の特性の取得に関しては、お大尽にお任せするとして、現有設備で測れるところまで、手を伸ばしてみたいと思います。
まずは感度ですが（これくらいは現有設備でも測れます（笑））、先に述べたとおり、各バンドで０．５μＶｒｍｓ以下＠ＳＮＲ＝１０ｄＢを実現しているので、ＨＦで使うにはまったく問題ありません。ＴＲＸ－３０５Ａにはトップアンプが入っているので、ここまで実現しているようですが、本音を言えば、トップアンプ無しでＩＭＤ特性を最良にするためにダイレクトにＡ／Ｄコンバータに入力したいところです。このあとにあるようにディザで雑音抑圧ができるので、NF改善のためのトップアンプをOFFできるような仕掛けがあると面白い（感度は劣化するだろうが、IM特性は向上？？）なぁ・・・・なんて勝手に考えています。ただ、これだと感度を「普通の無線機並み」にするのは、まだまだ苦労が要るのでしょうかね？ 実は、ＱＳ－１Ｒ等はRFアンプ無しを実現しているようなので、やってできないことは無いと思うのですが。
次は妨害波特性と行きたいところですが、ダイレクトサンプルでＩＦが０Ｈｚですから、イメージは生じようがありません。なので、イメージ妨害特性は意味を持ちません。ということで、受信周波数からのオフセンターにおける感度抑圧に関して測ってみましょう。。。。と行きたいところですが、これについては諸事情があるので、次回以降に回したいと考えています。測定系としてはＸＯ（単なる水晶発振器）とＨＰ８６５７を使って、なんとか近傍Ｃ/Ｎの良い妨害波（ＸＯ）とＣ/Ｎの影響を無視できる希望波（ＨＰ８６５７）を構成したいのです。というのも、大きな振幅レベルの妨害波にＨＰ８６５７なんていう、Ｃ/Ｎの劣悪なＳＳＧを使うと、妨害波の振幅レベルが大きくて、トップ（アンプとかＡ/Ｄコン）が悪影響を受けて感度抑圧を起こすのか、サイドバンドノイズが希望波を抑圧して感度劣化を起こすのか、切り分けができなくなってしまうからです。この様子を以下に示します。
SSGのサイドバンドノイズによる妨害と強いレベルに起因する妨害の関係
次に、受信の特性として色濃く反映されるというわけではないのですが、限界状態での特性に影響するかもしれない、Ａ/Ｄサンプリングクロックのスペクトラル純度を見てみます。直観的にはサンプル時のジッターとかがあれば、復調時の歪になるような気がしますので、念のため測定してみました。６５ＭＨｚのサンプルクロックを引っ張り出したのが下図です。実は、この信号線路は平衡型で、ＰＬＬからＡ/Ｄに導かれているのですが、その片端を５００Ωの抵抗で－２０ｄＢプローブ（のつもり）を当てて測っています。（良く考えたら、ＨＰ３５８８Aはハイインピーダンス入力があったのを忘れていた！）なので、観測される信号レベルが－２０ｄＢｍ以下になっていますが、このスペアナのＣ/Ｎは極めて優秀なので、低い信号レベルでも十分なダイナミックレンジが取れます。
ADCクロックのスペクトラム
SPAN:5kHz
狭帯域のノイズをみると、けっこうノイズレベルが低く、チップ内共振器を使ったＡＤ４３６０の信号としては意外に優秀なスペクトラムに見えます。ただ、この狭帯域スペクトラムが、復調にどのような影響を及ぼすのかは、実は私はよく理解できていません（笑）。一方、内部ＮＣＯのスペクトラムというものがあればですが、要はＦＰＧＡに供給されるクロック純度は明らかに、復調時のＣ/Ｎ特性や、近接妨害波特性あるいは受信ダイナミックレンジに効いてくると思います。
ADCクロックのスペクトラム
SPAN:100kHz
これは、１００ｋHｚのスパンで測定したスペクトラムです。少々雑音の盛り上がりが見えますが、受信特性に及ぼす影響については、正直なところ、よく理解していません。さらなる勉強が必要ですね（笑）。
さて、次は面白い機能で気になっていたディザ（ディノイザと機能表にはある）のノイズ抑圧特性です。これを下図に示しましょう。（１）が感度点のアンテナ入力を入れた場合、さらに（２）が１０ｄＢアップした場合です。
ディノイザの様子（１）
入力レベルは感度点
上のスペクトラム：ディノイザ無し
下のスペクトラム：ディノイザ有り
ディノイザの様子（２）
入力レベルは感度点+１０ｄB
上のスペクトラム：ディノイザ無し
下のスペクトラム：ディノイザ有り
モードはＵＳＢで、ＩＦ帯域（オーディオ帯域も）は３ｋＨｚ、復調周波数は１ｋＨｚです。これが主信号で、残留する雑音のフロアが、ディノイザ機能のオンオフで１０ｄＢ程度改善しています。見て分かるとおり、主信号レベルはディノイザ機能がＯＮでも変化がありませんから、Ｓ/Ｎは10ｄBほどしっかり向上していることになります。実際に聞いてみると、外来雑音の無い、こういうスタティックな実験系ではノイズ低減の効果ははっきりわかります。この効果は設定パラメータによって変化しますが、このパラメータ変化によってどういう処理を行っているのか、非常に興味のあるところです。今回、パラメータは５０００でやっていますが、これを増加させると、ノイズ抑圧効果は向上しますが、なにやら固有周波数が発現するようです。ただ、これはスペアナで平均化しているので見えるのですが、実際に聞いていて明らかに聞こえるというレベルではありません。
この機能は、ＴＲＸ－３０５を実際にＡＮＴをつないで、外来の雑音満載の状態でどういう動作になるのか楽しみににしたいと思っています。そのためには、スタンドアロン動作をさせるためのコントローラを急ぐ必要があるのですが。
では、次に復調の直線性です。まずは、簡単に復調された第二次高調波を見てみましょう。十分な入力のある領域では二次高調波は－５０ｄＢ以上を得ることができました。これは、以前測ったＡＰＢ－３よりも１０ｄＢ程度良好で、かなりの直線性ではないかと思っています。
復調時高調波の様子
入力レベルは感度点+1５ｄB
復調時高調波の様子
入力レベルは感度点+４０ｄB
復調時高調波の様子
入力レベルは感度点+７０ｄB
実は、上図の写真では高調波のカーソルが３ｋＨｚ近辺にあって、ここで三次の高調波があるように見えますが、これの大きさは入力ＲＦレベルに対応して変化するわけではなく、どうも一定値になっています。どこから生成されるのか、ちょっと不思議ですが、レベルも低く大勢に影響ないので、まぁあまり気にすることもないでしょう。
本来は超高Ｃ／ＮのＳＳＧを二台用意し、周波数差が５００～６００ＨｚとかいうようなＲＦ２-トーン信号を作り、アンテナ端に供給し、復調ＩＭ特性を取得したいのです。しかし、いつものＨＰ８６５７では、ＩＭＤが出現する５００～６００Ｈｚ離れのSSB性フェーズノイズが心許ないので、今回は測定できていません。ではどうするか？ 例えば同じ周波数の２つの水晶発振子をのうち、片方はＶＸＯとかで５００～６００Ｈｚくらいオフセットさせて、これらをハイブリッドで合成すれば、Ｃ/Ｎの良い所望の信号源ができるとは思いますので、これが用意できれば、先の妨害波耐力の測定をするときにでも復調ＩＭ特性も測れるはずです。この様子を下図に説明しておきます。
SSBの受信IMD（復調時）を測る場合の課題
次に、急激な振幅変動がある場合の復調出力の「暴れ」についてみてみます。ＲＦ信号が急激に立ち上がった時に、復調出力がどのように反応するのか見てみました。ＲＦ信号の変動は、この測定器にＳＳＧの信号を突っ込んで実現しています。この測定器を通すことで、ＲＦ信号（単なるＣＷですが）の振幅変動幅は７０ｄＢ位が実現されていますので、突然、ローカルがＫＷでも出したような感じの受信風景と思っていただければいいでしょう（違うかな？笑）。
受信時の復調遅延（SSB）
見方ですが、まず上図は、ＲＦ信号の振幅を制御するためのＤＢＭの制御電圧と復調信号です。制御信号はＨレベルでＲＦが信号ＯＮとなります。これに従って、信号が復調されるのですが、信号の遅延が３０ｍＳくらいあるようですね。別に、だからどうこうというわけではないのですが、アンテナ入力からＡＦ復調出力の間のディジタル信号処理にそのくらいかかるのだと理解しました。信号処理時間がこの程度であれば、ＴＸ→ＲＸの切り替え時の受信立ち上がり時間も殆ど気にしなくていいのではないでしょうか？余談ですが、昔ＤＲＭの送受信をＰＣで実験したことがありましたが、旧式のＰＣとはいえ、秒オーダーの遅延があったことを思い出しました。実のところ、これと比較すること自体ナンセンスなのですが、今回はＦＰＧＡ処理のリアルタイム性に感激！というところでしょうか。
復調立ち上がり特性（SSB)
復調立ち下がり特性（SSB)
上図はそのＲＦ信号に応じた復調信号の立ち上がりと立ち下りです。見て分かるように、大きな暴れもなくきれいに素直に立ち上がっています。この特性はまったく問題ありません。
ただ、この測定条件ではＲＦを連続的にＯＮ・ＯＦＦしているので、ＡＧＣに関しては、平均的な受信レベルを測定して、利得を調整しているのだと思いますが、単発でステップ応答的にＲＦが立ち上がる場合とは、もしかしたら、復調された信号の振る舞いが、この条件と異なる可能性がありますが、それについてはＦｕｒｔｈｅｒ Ｓｔｕｄｙということにしましょう。
あとはＦ特性（帯域内と帯域外）でも見てみようと思いましたが、この図の雑音レベルの平坦さと帯域外の急峻さをみると、きっちり理論通りにフィルタの特性が実現されていると解ります。なので、あえて取得しないでもいいでしょう。このＲＸの帯域外の減衰特性（狭帯域の場合）は高次のＦＩＲでほぼ決まるので、ここに示したような感じに、急激に減衰します。このあたりはクリフィルいや違った（笑）クリスタルフィルタの出る幕ではありません。－６ｄＢ帯域と－６０ｄＢ帯域比なんて、普通に１．Ｘなんて値じゃないでしょうか（凄い！）？ 従って離調周波数ｖｓ減衰量を測定するのは、特性が急峻なのでかなり大変なことになりそうです。別に測ってもいいのですが、上図を見ればおおよその様子は解るので、Ｆ離調の減衰量を測ってエクセルプロットなんて（本音は）面倒なので今回はパスです（笑）。
ところで、アナログオヤジの興味としては、半導体チップの中で演算で実現したＦＩＲ（＋ＣＩＣ）フィルタって、どれだけの妨害波耐力（＝離調した大きな妨害波がフィルタ特性を乱すのではないだろうか？）を持っているのか、興味は尽きないのですが、いまのところ、どのようにしてそれらを測ったらいいのか、思考実験をしているところです。これについて、なにか妙案があったら、お教えいただけると幸いです。というのも、アナログのＸＦ（クリスタルフィルタ）やＣＦ（セラミックフィルタ）に対して、「半導体のそれも低電圧動作」のフィルタが、「耐妨害特性において固形の素子を用いたフィルタに敵うわけはない」という先入観がどうしても払拭できないからです。多分、同じ考えの「古典派アナログ親父」はずいぶんと多いのじゃないかなぁとは密かに思っているのですが（大笑）。本当はこれに答えるために、何らかの測定する仕掛けを考えないといけないと思いつつ、今回はそれより先に、スタンドアローン動作の実現を急いでいるところであります。いやー、やることが大杉で困りますぅ（笑）。
（続く）