5/8 伊豆の国市136kHz移動運用

GW連休後半某団体の旅行で大仁温泉に出かけておりましたが、最終日の8日近くの狩野川の河原に出向いて朝から昼過ぎまで久しぶりに136kHz移動運用を行いました。

（実は前日沼津市にちょっとした丘の上の展望台を見つけて視察兼ねて車で向かいましたが、途中がけ崩れなどで通行止めになってしまっていたためやむなくこちらの河原で運用することになりました。展望台の駐車場まで行ける機会を見つけて再トライしてみたいことろです。六甲山展望台や伊豆スカイラインの展望台駐車場と同じような環境なので飛びが期待できそうな場所なのです。）

前日夕方宿の窓から撮影した富士山　絶景です

装備はいつものように、JUMA TX136改にFT857DM直接受信（TX136内蔵20dB受信プリアンプ入り）とし、アンテナは12m高2条傘型で最大9mHのバリオメーターつきローディングコイル、アースは60x90cmのガルバリウム鋼板10枚敷きです。

地面が一部コンクリっぽかったんですが、接地抵抗は思うようにはいきませんでした

 アンテナアナライザで測定したアンテナ入力抵抗は同調周波数で約75Ωとなり、接地損はコイル抵抗を差し引いて概算63Ωといったところでやはりいまひとつでした。

そこで車体にアースをつなげてみたりアースマットの位置をずらしてみましたが、ちっとも変化がないので諦めてインピーダンス変換トランスに接続し、送信機側から見た純抵抗を50Ω近くにあわせました。

午前10時前から136.5ｋHzでVVV及びCQを出したところ、相模原市城山湖移動のJN1MSO/1局、横浜市のJH3XCU/1局とCWモードでQSOすることが出来ました。

また、当日宮ヶ瀬フィールドミーティングで公開運用を行っていたJH1YMC/1局の連続CQを137.3kHzで受信できましたが、コール及ばずでQSOなりませんでした。

ついでにWSPR2とDFCW30でID送信したところ、各局に捕捉されたようです。
 
まずはWSPR2モード

JA1NQI局、JA8SCD局によく届いていました　GL6桁送信のプログラム作らなきゃ（汗

続いてはDFCW30モード

JN1MSO局グラバー　部分的にかすれているところはノイズレベル上昇によるものだと思われます

7L1RLL局のグラバーにもなんとか映っていました

JA8SCD/1局　台東区グラバー　安定して受信されていました

今回、風の影響もほとんどなくDFCW30モード送信中もVSWRはとても安定していましたが、バリオメーターを最小にしても同調点が低くてDFCWの周波数(137.775kHz)では出力を抑えなければなりませんでした。

リッツ線を巻いて作成した新しいローディングコイルは当初からやや巻きすぎの感がありましたが、実際に傘2条スタイルでも上の周波数では同調が取れなかったため、次回の移動までに数回程度コイルを解いてインダクタンスを減らそうかと思います。

14日にも長波フィールドデーで各局の移動運用が予定されております。自分も移動運用する予定でしたが、私用のため参加が微妙です・・・

7MHzCWトランシーバ受信部基本形ひとまず完成？

Si5351AクロックジェネレータをVFOとBFOとして使用したモノバンドCWトランシーバシステムの受信部ですが、AGC回路とSメーター駆動部の組み込みが完了し、ようやく基本形が出来上がりました。

IFアンプモジュールは、AGCラインの増設と2SK241のソースとグラウンド間に2.4kΩを挿入してバイアス点をずらしAGCがかかりやすくなるような形にしました。

AGC電圧の生成には、最初IF最終段の出力につないだ小容量のカップリングコンデンサから元信号を引っ張り、2SK241の1段増幅を経て1N60 2本の倍電圧整流で負電圧を作り出してIFアンプの各ゲートに送り込むようにしましたが、どうにも出力される電圧が低めでAGCはまったくかかりません。

引き込む信号のレベルを上げるためにカップリングコンデンサの容量を増やすと、元のIFアンプへの影響が大きくなると思われることや、負電圧を増幅するとなると回路的に複雑になってくることから、IFアンプから引っ張るのは早々に諦めて回路を変更してAF出力（プロダクト検波から1石AFアンプ）から引っ張ることにしました。

具体的には0.1μFでAF出力と結合して汎用のスイッチングダイオード(1N4148)で倍電圧整流し、10μFをパラレルにつないだところからAGC電圧としてIFアンプモジュールにフィードバックするようにしました。

また別途正電圧になるようにした倍電圧整流回路を組み込み、その出力をPICのADC入力ポートに接続してバーグラフSメータ表示としました（ADC入力は正電圧のため、AGC回路とは別に整流回路を作るようにしました）。

完成後アンテナをつないでワッチしてみました。

大きい信号は多少歪むものの結構綺麗にAGCがかかっています。

1段目やRFアンプにもかけてみても良いかとは思いましたが、このままでも充分です。Sメータの振れ調整もAGCレベル調整とは独立しているので変な相互作用はなく、思ったよりFBでした。

正式に感度測定やAGC調整範囲など測定したいところですが、またおいおいと。

それから、DBM駆動にSi5351A矩形波出力を3dBパッドを介してそのまま接続しているため、局発の3倍高調波によって周波数変換された（3MHz x 3 + 4MHz）13MHz台の放送波がまれに聞こえること、さらにおそらくAGC回路から進入した局発もしくはBFO信号でごく弱いながらも混信信号が聞こえてきます。

ユニバーサル基板でしっかりグラウンドを取っていないことによる弊害とも思われますが、場合によっては局発やBFO出力にはLPFを挿入したほうが良いのかもしれないのでこちらもまだ要検討です。

何はともあれ、一応まともそうな受信機が出来上がったので送信部と切り替え制御へ進みトランシーバへ徐々にまとめていきたいと思います。

2SK241 IFアンプからプロダクト検波へ

Si5351Aを局発、BFOに使用した7MHz帯CW受信部試作中です。

今回、2SK241を3石使い3段のIFアンプとプロダクト検波からAF出力回路まで作ってみました。

IFアンプは単独で測定しやすくするため、後段の2段分を別基板でモジュールとして組みました。

また、調整箇所を少なくしようと初段と同様に非同調のL負荷増幅回路としました。今回手持ちの68μHのマイクロインダクタを使い、4MHzにおける交流負荷抵抗は1.4kΩとなります。

増幅素子である2SK241は界隈ではおなじみですね。これはデプレッションモードのFETで、ゼロバイアス（VGS＝０V）でA級動作可能であることから部品点数が少なく出来ることと、内部がカスコード構造になっているため帰還容量が極めて少なく、ソース接地でも周波数特性が良好ということらしいです。

ただ、すでにディスコンとなっていて現時点では新たに入手するのが難しくなってしまいました。幸い自分のところには20本程度ストックがあったので今回使ってみたというわけです。なお他に代替品もいくつか存在していましたが、いずれもディスコンで入手難となってしまいました。高周波増幅回路をディスクリートで作るというのはもはやマイナーなのでしょうか。しかし辛うじて使えそうな現行の石もひとつ見つけたので、それはまたネタとしておいおいと。

話がそれましたが、2段増幅回路単独の特性をAPB-3で測定してみました。

 TG出力（-50dBm）とスペアナ入力を20dBのアッテネーターを介して接続（-70dBm）して測定したグラフをリファレンスとし（0dBライン）、2段アンプを接続して9Vで動作させた結果です。

5MHzでピークとなりました。（60.33dB）このピークはインダクタの自己共振が効いているのでしょうか。試していませんが、負荷Lのインダクタを小さくすると増幅率ピークの周波数は高くなるかもしれません。

増幅率が充分なのを確認したところで、親基板に取り付けDBMで検波したAF出力を1石のTrアンプで増幅し外付けのスピーカーアンプ入力につなげ、局発とBFO入力も先に作成したSi5351A入り基板の各出力を接続して実際の信号を受信してみました。

AGCがないので強い信号は飽和していますが、感度やフィルターの効きはまずまずといった感じです。

次にAGC回路を実装して受信機らしくしたいところですが、2SK241アンプのAGCは調整が難しいらしいのではたしてどうなることやら。

Si5351A 7MHzCWトランシーバー受信部作りかけ

Si5351A制御と操作部が一応ひととおり完成したところで、次にアナログ部分の試作に入ります。

机上で設計してからすべてを試作すると色々と大変ですし、またDDSのときに一度頓挫してしまった苦い経験から確認しながら少しずつ作っていこうと思いました。

まずは受信部から、シングルスーパーを想定して最初にプリアンプ、周波数変換、クリスタルフィルター、中間周波増幅初段部分まで作りました。

Si5351Aの出力レベルが充分高いので、ミクサーや検波にはDBMを使用することにして挿入損失を見越して2SK241の1段プリアンプを置き、通過帯域300Hzの4MHz5poleのクリスタルフィルターを通してプリアンプと同じく2SK241で1段増幅したところで一度区切りました。

クリスタルフィルターは以前実験したときにも使用した、4MHzのHC49US小型水晶振動子を5本使ったラダー型のものです。aitendoで10本150円でした。

 この手のものは以前秋月で購入したものと同様に端子間容量が1.7pFと小さく、ネットワークアナライザで測定した直列共振・並列共振周波数差が4kHzほどと狭く、Qも高いためFilterDesignで割り出した通過帯域300Hzのフィルターは、入出力インピーダンスが1.4kΩで高めの上にグラウンドと並列に挿入する容量も小さく、やはりSSB用など通過帯域が広いフィルターにはこの手の水晶振動子は不向きであろうと再認識しました。

フィルターモジュール　100円ちょっと

FilterDesignで測定したXTALの各パラメータを入力して割り出しました

通過帯域はやや広めの400Hz程度でした

測定条件が整っていませんが、挿入損失は約10dBといったところでしょうか。通過帯域も若干300Hzよりは広くなりましたが通常の運用にはこれで充分でしょう。

 この状態でVFO部の局発出力を接続してIF出力をFT817NDのアンテナ入力につなぎ、4MHzにダイヤルを合わせ、適当なアンテナをつないでワッチしてみました。

クリスタルフィルター付きのクリコン（死語？）といった感じ

 817直接受信よりも信号強度が強くまずは一安心。後日SGとスペアナで確認しようと思います。

次は中間周波増幅後段と検波回路へ進めます。

Si5351A VFOの続き

7MHzQRP TRX用に開発していたSi5351A＆TRX制御プラグラムがほぼ書きあがったので、改めてSi5351Aの動作検証しました。

各クロック出力に0.01μFのカップリングコンデンサをつなぎ50Ω抵抗で終端。オシロで観察するといずれの出力（CLK0:BFO用4MHz、CLK1:TX用7MHz、CLK2:局発用3MHz）も±1Vの矩形波となり、オシロ内蔵のLPFで波形整形すると約0.7Vrmsの正弦波が観察されました。約10dBmの出力となります。

APB-3によるスペアナモードでの観察でも基本波は10dBm出力だったのですが、CLK2局発信号を20MHzスパンで見てみると．．．

高調波やBFO用波形以外に基本波や高調波周辺約370kHz毎にスプリアスが観察されました。 基本波に対して最大-50dBと無視できない大きさでしたが、BFOの4MHzやTX用の7MHz出力では見られません。ただ、BFOも4MHz以下に周波数を徐々に下げると同じような柱が目だってきました。

そこでプログラムをチェックしたところ、Si5351Aの設定パラメータの規定範囲を逸脱した場合このような現象になるようでした。ただPLL自体は仕様より結構広くロックするようでした。

設定パラメータをおさらいすると．．．

１．VCO周波数設定（PLLA, PLLB）

　fvco = fXTAL x (a + b / c)
　　　　a...15～90, b...0～1048575, c...1～1048575, fXTAL = 25MHz or 27MHz

２．VCO分周設定（MultiSynth0,1,2,...）

　fout = fvco / (d + e / f)
　　　　d...4～900, e...0～1048575, f...1～1048575

となります。

プログラムでは２．の分周設定を1/100に固定し、希望周波数のMHzオーダーの4倍を１．のaに代入。それからMHzオーダー以下1Hz桁までをbに代入、cを固定値250000に設定しbを可変することによって最小1Hzオーダーで可変できるようにしていました。

この方法では4MHzや7MHzであれば、aの値は各々16、28で規定範囲内に入っていますが、3MHzの場合は12と規定範囲下限の15より下回ります。この設定でも見かけ上3MHz台は出力できますが、スペアナで見るとご覧のように酷い状態になってしまいました。

そこでTX用以外はa,bの値をさらに2倍してa値を規定範囲内に収め、２．のVCO分周設定を1/200にプログラムを変更することによって妙な近接スプリアスは解消しました。

当たり前のことですが、リファレンスの規定外で使用すると何かしら不具合が起こることは覚悟ですね。というか反省＾＾；

プログラムはメッセージ記録・再生機能と設定メニューを実装することで一応の完成と相成りました。

次はいよいよアナログ部分に進みたいと思います。