安価な10.7MHzモノリシックフィルターを試してみる

AliExpressで安価に購入できるFMのIF用10.7MHzモノリシックフィルターを入手し、特性を測定してみました。

以前にTS-700のAMラジオ化しようと企んで10.7MHzの広いラダーフィルターを作ろうとしたのですが、6kHz以上はうまく作れなかったので、これが使えないかずっと気になってました。



BW=8kHz, 12kHz, 15kHz, 30kHzと選択できます。
AM用なので、8kHzを購入してみました。





規格的には、より切れが良い4 Polesや、BW=7kHzもあるようですが、とりあえず安価だったので8kHzの 10M08A というのを。



入出力インピーダンスが1.8kΩなのでLCマッチで50Ω⇒2kΩ変換を入れることに。Excelで計算シートを作ってみました。これもAIに投げかけると作ってくれます。



L=4.7μHのマイクロインダクターと50PFのCでマッチングを取って測定すると。




それなりの特性が得られました。中心周波数が1kHzズレていますが、
こんなもんでしょう。

1段だとあまりにもキレが悪いので複数段とすることに。



2段にしたところ、2つを組み合わせるだけで暴れてまともな特性が得られず、Rで終端したりいろいろと試してみたところ10PF程度のCを接続点とアース間に入れることで正常となることを確認しました。もう少し検討する必要があるかもしれません。



帯域外で-50dB程度とラダーフィルターと比較するとキレはまだまだですが、AMの受信用としては十分使えそうです。AMというばBW=6kHzが一般的ですが放送受信で音楽を聴いたりするには広いほうが音質的に良好なので8kHzでも十分かと考えています。

TS-700のAMラジオ化はさておいて、アマチュアバンドでAMが残っているところ...50MHzでしょうか。シングルスーパーで50MHz AMトランシーバーに応用できそうです。

Si5351A 2ch Signal Generator

GWの暇にまかせてSi5351Aと1.8inch TFTを使って2ch出力のSGを作ってみました。SGなら多少スプリアスが有っても問題無し。
AIの力を借りつつも、10時間ぐらい費やしてようやくってところです。100kHz～150MHzまで出力可能です。

CHANNEL 1のみ、CHANNEL 2のみ、両方出力、両方OFFをオルタネートで切り替えできるようにしてみました。
周波数ステップは 10Hz ⇒ 100Hz ⇒ 1kHz ⇒ 10kHz ⇒ 100kHz ⇒ 1MHz をオルタネートで切り替え。

更に...

スイープモードを実装してみました。

CHANNEL 1 からCHANNEL 2 に向かってSTEP値で加算していき、到達すると減算してマイナス方向へ移動するを繰り返しするように。
選択はタクトスイッチ押すごとに CHANNEL 1のみ ⇒ CHANNEL 2のみ ⇒ 両方出力 ⇒ 両方OFF ⇒ SWEEP MODE とオルタネートするよう変更です。受信すると「走るビート音」となります。

配線図は以下のような構成です。

動画ではブレッドボード上で回路を組み、3.3V動作のArduino Pro Mini（8MHz）で動かしています。そのため、1.8インチTFTとは直結しており、配線図にあるレベルコンバータは使わずに実験しています。

また、Si5351Aモジュールは秋月電子のものを使用しています。手元に26MHzのOCXOがあるため、中華製のSi5351Aモジュールに搭載されている25MHz水晶を取り外し、このOCXOを基準クロックとして使うことで、より高い周波数安定度を得られるよう改良する予定です。

ケースに収めて実用的な形に仕上げるのは、まだ少し先になりそうです。

Si5351A VFO の近接スプリアス

Si5351A を使ってVFOを作る場合、使う周波数帯によっては近接スプリアスが問題となることがあります。



自作のスケッチだと55MHz帯付近でスプリアス発生が顕著となりました。

どのような動きをするのか、動画を撮ってみました。

マーカーのPeakが常にスペアナ画面の中心となるよう、設定してロータリーエンコーダーを回して周波数を可変しています。主となるスペクトラムの上下、またはよくわからないところに立つ柱がスプリアスで生成される周波数によって近づいたり離れたりするのがおわかりかと。

0.5MHz～150MHz程度に渡ってこれが出ないよう、AI にいろいろと尋ねてはいるのですが、生成されるスケッチを試してもダメだったり、エラーが出るウソ付いてきたり、うまくいきません...

・PLLの周波数
・リファレンスとする水晶発振子の周波数(25～27MHz)だが実際は低い周波数や高い周波数でも動作する
・分周がインテジャーかフラクショナルか

このあたりがポイントなようですが、広帯域に渡って得る信号だと、いずれかで発生し、全帯域では無理なようです。
というか、これが安価なSi5351Aの宿命みたいなものという感触です。

<ではどうすれば良いか>

トランシーバーを作るに当たって(送信時は)広い帯域が必要なことは無いので、そのあたりをいろいろと変化させて送信範囲にスプリアスが出ないよう、スペアナを見ながらパラメータをいじるしかなさそうです。広帯域受信で使うなら目をつぶるってことで。

更にAI の回答を迫ってみると...

・低い周波数ではDDS、例えば AD9850 を使え。
・Si570 などの別のICを試してみよ。

って回答が帰ってきました。

第46回 全市全郡コンテスト

毎年かかさず参加している 全市全郡コンテスト CWの受信能力維持のためにもと、今年もC50Hで参戦しました。



ほぼ偶然ですがACAG の C50 3エリアは10年連続で入賞しています。
勝因として...

・ACAG C50 自体がマイナーな部門であり参加者が少ない。
・C50 専門の移動局がいない。

という訳で、50局や65局で入賞している年度もあり、JARL 4大コンテストの中では
固定からの参戦で唯一勝ち目の可能性が高いバンド、モードであります。

開始から数時間後のマルチですが...


奈良県はひとつしか取れていません。



なのに遥か遠くのワンエリア、茨城県は6個も取れています。
ワンエリア以外はいかに参加局が少ないか...ですね。
ちなみに最終的に京都は1局のみ、滋賀に至ってはゼロ でした。




年齢的にも、寝る時間を確保せざるを得なかったですが最終的には終了の21時まで粘って楽しむことができました。マルチバンド参加局などは1000局オーバーが当たり前なようで、比較するとその1/10で、いわゆる「かつかつぎりぎりな信号をリトライしながら執念でQSOする」のパターンですが私にとっては空振りCQも苦痛ではない いつものC50という感じでした。


今回はC50 専門の移動局がいたので入賞は逃しているハズです。でも、その移動局が居たのでラストまで気力が続いたようです。

<おまけ>


自作して10年以上経ちましたが、今回もぶいぶいいわせてフルで使ってみました。真空管が不良になることもなく涼しい顔をして安定して動作してくれてます。ただし、シャックの気温は32℃まで上がってしまいました。

可変BPFを作ってみた、その後盛大に発振してしまう

ダイレクトコンバージョン受信機の入力側に入れる狭帯域のBPFをバラックで作ってみた。

外観、配線図はこんな感じのもの。





良くある2セクションの同調回路をCで結合させたもの。手持ちの部品で作ったし、コアへの巻数も適当で4μH前後となりました。結合用のトリマーコンデンサは小さくすると帯域が狭い単峰特性となり、大きくすると双峰特性となります。

スペアナで測定してみるとこんな感じの特性が得られました。

6MHz～18MHz程度まで可変することができましたが、11MHz付近を超えると特性が破綻するのでダメなようです。よって7MHz帯と10MHz帯の2バンド用に限定されます。他のバンドも受信したい時は、バンド毎のBPFを作ってリレーやダイオードで切り替えるのが良さそうです。

早速、ダイレクトコンバージョン受信機に接続してみたところ...

なんだかおかしい...

・音が歪む
・時々ぴぃーぎゃー音
・RFアンプに手を近づけると酷くなったり収まったり
・横にあるパソコンのWiFiが突然切断された...

これはRFアンプが発振しているなぁ～とピンときた。

スペアナをフルスパンにしてどこで発振しているかを探ると、1.1GHzと高い周波数でハデに発振していました。



デバイス不明のRFアンプ基板は0.1～2000MHzと書かれています。最近のこの手のRFアンプIC (MMIC) はゲインが20dB以上で上限も数GHzに達するのが一般的で、何かの原因で発振しても不思議ではありません。

発振を停止させる方法を探ってました。

まず、BNC <--> SMA変換コネクターで直接接続した状態で発振...



それを同軸ケーブルで接続すると発振停止...



高周波あるあるの不可解な現象。高周波の手練れ技術者だと
「入力マッチングがおかしいのでこうなる」と気づくはずです。

そこで、3dB PAD (18Ω/300Ω/18Ωをパイ型に組んだもの) を構成したところ、発振は収まりました。


測定していませんがRFアンプ基板はゲインが高いので何ら問題はありません。出力側にも入れたほうが安定するとかもしれません。


とりあえずは完成しましたが、フルサイズのダイポールをつなくと夜中のCRI北京放送などの電波で飽和して7MHz帯に同調すると常時聞こえるなんてこともありますので入力側にON/OFFできる10dB程度のアッテネータを入れるとより実用的かもしれません。

Aliexpressで安く購入できるモジュールを使ってダイレクトコンバージョン受信機を作ってみる

AliexpressにはICやパーツを実装済のモジュール基板が多数販売されていますが、それらを活用することで高度な技術スキルを必要としないでそれらを単純にパズルのように接続していくだけで自作を楽しめるんではないかという考えでモジュールを集めてみました。

ダイレクトコンバージョン受信機ですがアンテナさえまともなものを接続すれば7MHzで使うにおいては、十分な感度が得られました。ただ、AGCが無いので強い局は爆音で飽和気味になってしまいます。フィルターが入っていないのでSSBは、送信そのものの良い音質で聞こえます。CWを専門に受信したい場合はAFに800Hz付近でカットするAFフィルターか可変APFのようなものを入れれば良さそうです。

購入したモジュール、部品は...



いづれも高価なものではありません。

回路(接続)はこんな感じ。



20dBアッテネータはこんな基板を使う必要は無くて抵抗で構成(68Ω、270Ω、68Ωのパイ型)しても十分です。ただ、入力側には目的周波数にあったできるだけ狭帯域のBPFを入れる必要があり、不要周波数をカットしないとRFアンプが飽和して雑音だらけや中波放送が常時混入してしまうということになってしまうので要注意です。

ちなみに仮にプロ用の強力な可変BPFを入れてます。


ここまで強力なBPFは不要なので同調回路を2つ接続したBPFを構成すれば良いでしょう。

160m DXCCと5B DXCC盾のメダルが届いた

米国コネチカット州より、届きました。早速、額に。
#4,050 で長いDXCCの歴史からしてもそんなに多くの局が完成している訳じゃなさそうです。

申請時にコメントで書いておいたメダルとエンドースメントのステッカーも同梱されてました。
Mixedと6mしか申請していないので、150が6m用で275, 300, 305 がMixed用であるようです。Mixed用の3つが入っていた理由は不明。



メダルも早速、5B DXCC 盾の定位置に貼り付けました。2mが残ってますが、EMEをやるような気力も財力も無いのでメダルはこれでおしまい。一区切りが付いてアマチュア無線の運用に対してのモチベはこれで一気に消滅してしまった面も。



電離層反射で交信できる上限と下限、2013年に取得した6m DXCC (#1,276)と撮影してみました。部屋の中に掲示しておくだけでも相当色褪せてしまっていて年期が感じられます。

LoTWから160m DXCCの申請

LoTWから160m DXCCの申請してみました。
過去にやっているので思い出しながら...



160mだけで良く他のバンドは不要ですが、めんどうなのでNew Entityは全部エンドーズすることにしました。その分全部に料金がかかりますが。



2025年は申請していないのでここは NO ですね。



アワードは160mだけ欲しいのでここにチェック。




5 BAND DXCC 盾(プラーク)に貼り付ける160mバンドのメダルは欲しいのでコメント欄に書いておきました。前の申請時に、このプラークも欲しいと書いたのですが受け付けてもらえなかったのでダメかもわかりません。その場合は、ARRLのWebより所定のフォーマットがダウンロードできるのでそれに記入して送付の予定です。

$115 + メダル分と結構な費用になってしまいますが、40年近くかかってやっと完成したんだから良いだろう...という考えになってしまいますね、このあたりがJARLと違ってARRLのDXCCという強力なビジネスモデルを持つ強み。

ガンバっても交信できなかったの報告

DXerさん達のブログってたいがい「◯◯と交信できました!!」報告が多く、私もその傾向がありますがガンバってもQSOできないことも多くその報告でもしてみます。

4S7SPG スリランカの160mであります

(1) 2月23日　16:00z～18:00 台(夜中の1時～3時)

初めて見えたのですが何度呼んてもダメ、応答ありません...


(2) 2月24日　16:00z～18:00 台(夜中の1時～3時)



JAの誰にも応答ありません...この日も私の設備でQSOできる可能性ありません。


(3) 2月25日　16:00z～19:00 台(夜中の1時～4時)


初めて応答がありました。しかし、RR73貰えず尻切れ...
このように時々QSBを伴って信号が浮いてくる、けれど見えている時間は1分と持たない。

(4) 2月26日　16:00z～19:00 台(夜中の1時～4時)


2回目の応答がありました。しかしまたしても前日と同じく、
RR73貰えず尻切れ...(ガーン!!)

(5) 2月27日


この日もQRVしてくると期待してワッチしていたのですが、一向に出てきません。
80mでの運用は確認していたのですが...

公式Webを見ると 「160mの運用は終わったよ」　ガーン!
868局の中には入れませんでした。

この5日間、毎晩遅くまで追いかけましたがリターン有ったのは2回だけ。それも尻切れで結局はQSOできず、ペディションは終わってしまいました。けれど、深夜までの追いかけはこちらの体調を崩しかねなかったのでこれで良かったのかもしれません。

結論として　楽しかったよ4S7SPG!!!

できなかったお話でした。

ウチの環境でDXするに必要なパワー

SSNが高い時期と仮定してバンド別にDXCC達成する必要な出力
異論はあると思うけど...