ジャンクな電子工作＆徒然落書き帳

マスプロ UBCT30 TVブースターの改造

2011-12-14T01:48:00.006+09:00

改造前の新品購入時の記念写真

以前のモノとは比べ物にならないほど高性能になった。

デジタルTVになってこのような機器が必要になるのかも知れない。

しかし、VHF帯のアンプが省かれてしまった。

多目的ブースターとする為の改造を行おうと思います。

この一台で、VLF～ＳＨＦ帯までのブースターを目指します。

ブースターのアンテナ入出力端子側

非常に簡略化され、しかし、必要十分なレイアウト。

この小ささでも、AC100V+15Vスイッチング電源が内臓されている。

内部の心臓部である、ブースター部分にはしっかりとしたシールドが施されている。
コストとの戦いであろうことは一見して見て取れる。
量産品のこの手の機器には大変勉強させられる。

内部ブースター部分のシールドを外したところ。
一枚基板に良くまとまったレイアウトである。
各RFバンド回路毎にしっかりとしたシールドを施されている。
低価格量産品とは思えない作りだ。
さて、これを元に全体的な回路を読み出す作業を行う。
回路図など付いていない為、基板・部品配置などから逆読みしなければならない。

全体的なレイアウト。
電源と、本体。
各バンドのブースター・アンプでの利得制御は、ロー・コストらしくアンプ出力側にシリーズ接続されたVRだけで調整している。
それでも、十二分な制御が出来るところに関心させられる。

最初から抜けていた、VHF帯のアンプ部分にMMICを用いて広帯域アンプを基板に直付けする。
幸い、LPF用回路は部品付けされていた為、それを有効活用。
どうせなら、と言うことで、VLF帯域までをも受け持たせた。
そうすることでTVケーブルを引っ張ってくるだけで、各種RXがテレビと同じく、どこでも聞くことが可能となる。
それも、広帯域に。

VHF帯のブースター回路を組み上げ、それ専用の外部アンテナ端子を新規増設。
色々なアンテナを接続してみたいと思う時があったとしても、この様に専用アンテナとしておけば、非常に簡単にテスト実験出来ることになる。

この様にして改造されたTV&広帯域ブースター・アンプのブロック回路を左図に示します。
屋外アンテナ側アンプ用供給電源も、ケーブルに重複させられるよう、必要に応じて切り替え可能とした。

もちろん、各アンテナ毎に。

微小交流電流計

2011-11-16T14:42:00.005+09:00

手持ちのDC電流計で簡単に交流電流が測れると何かと便利。また、流行のデジタルではどうも、電流変化を読みにくいなどなど、一長一短があり、簡単自作したもの。

ジャンク箱に沢山転がっていたダイオードを組み合わせ、微小電流をも測ろう、ということで考えた回路。

実験では、小型のACアダプターなどの待機電力すら計測可能だった。

デジタルでは誤差の範囲なのか？どうも安定した計測が得られなかった。
この回路の特徴は、微小電流だとしても、必ずDC電流計を通過する、という点にある。

その為、1mA MAXなどという芸当もこなせてしまう。

実は、この電流計、機器の待機電力が測りたくて考え出したもの。

一台作っておくと、何かと便利なシロモノだ。

UHF アンテナ

2011-11-16T14:26:00.002+09:00

UHF帯のアンテナは、小型で簡単な自作も可能な為、色々な方法で実験可能だ。

左図は、どこにでもあるアルミホイルを利用して自作出来る超簡単UHFアンテナ。

ついでに、UHF帯ループ・アンテナも簡単に製作出来ることから、それも加えた。

厚紙にアルミホイルを接着させ、大体の寸法でカーッターナイフなどで切り抜いていくだけで、UHF帯のアンテナの出来上がりとなる。

簡単便利なお手軽アンテナとして、色々な実験に使える。

寸法を違えれば、違った周波数帯でも製作可能だ。

YAGI ツインパネルUHF ANT

2011-11-14T01:54:00.002+09:00

日本でもアナログからデジタル放送が開始され、今まで屋根に上がっていたVHF-ANTが、UHF-ANTにとって代わられている。
強電界地域でなら目立たないUHF-ANTが利用可能だ。
そこで、YAGIの登場。
その中身はどうなっているのか？　興味のあるところ。

ケースを開けて、アンテナコネクタ側が左写真。
アルミ板で形成されたアンテナであった。
とても簡単な構造だった為、開けたとき唖然としてしまった。

ケースを開け、両サイドにある、アンテナと、リフレクター部の様子。
どちらも大量生産可能なようにアルミ板を用いた構造だ。
写真に写っているものは、プリ・アンプ内臓タイプの為、金色に輝くシールド・ケース収められたアンプが見えている。

これが、アンテナ内部の寸法図。
ちなみに、アルミ・ホイルを貼ったダンボールで同じ寸法のアンテナを実験したが、見事に受信出来た。
中々、再現性の良いアンテナだ。

磁界マグネチックLOOP アンテナの考察

2011-11-14T00:56:00.009+09:00

LOOP ANTの原理や、その仕組みなどは、沢山の参考資料がありますのでそちらを参照して下さい。
極小ループにする事でのみ、マグネチック・ループ・アンテナの特徴が発揮されるという原理のような事のようです。

それは、ループ上での磁界電界値が一定になる事が最も大切なことだそうです。
それが理解できず、試作した、8ｍループ・アンテナが、なんだこれ？と言うのも後からうなずけました。
何でも大きいモノが良い、とは限らないものなのですね。
最も簡単に、そして、直ぐにでも実験出来るループ・アンテナは、LANケーブルを利用した製作です。

次に、やはり、同軸ケーブルを使用したループ・アンテナを実験してみました。
使用したケーブルは、RG58AUという、3D2Vと同等のものです。

そのケーブルをループ状に形成したアルミパイプの内側にギリギリ５回巻きしました。
そうして実験用ループ・アンテナが出来上がったところで、色々な接続法を試してみました。
実験するまでも無く判りきっている、は、無しで。
その実験結果が左図です。
おバカな実験の副産物として広帯域に亘り180度位相の違う実験も出来たことが何よりのお土産でした。

アルミパイプの内側にRG58AU同軸ケーブルを５回巻きした後の様子。
ケーブルの滑りを良くする為、巻き方には少々コツがいるかも知れません。
６回巻きは、挫折しました。

アルミパイプ・ループの両端には、写真のようなネジを切り、ハンダ付け出来るように端子をネジ止めしておきます。

アルミ・ループ・アンテナを支柱に固定させる為に導体では無い木製の板にバインド固定しました。
また、実験しやすいように、M型コネクターを取り付けます。
アース電位は、全て独立させ、各種設定接続の実験を可能とします。
また、ループ同軸であるRG58AUの両端も芯線と、網アース部ともにハンダメッキを施しておきます。

各種設定接続の一部の写真です。
Mコレクターに取り付けてあるトロイダル・コアは、お呪いです。

マグネチック・ループアンテナには、８の字特性がありますので、手持ちの小型モーターで回転させました。
後日談ですが、わざわざ回転させなくとも日本は、北南にほぼ傾いている為、ループを北南側に向けておけば、ほぼ全国をカバー出来ることが判りました。
ただ、海外局は別ですが。
さて、このループ・アンテナですが、受信範囲をJJY～長波～短波までを想定している為、VHF帯では扱いづらいです。
VHF以上ではむしろ、ディスコーン・アンテナの方がメリット大です。
とにかく、長～い、アンテナでなければ受信すら不可能な長波からの受信を可能にしてくれるループ・アンテナは、一台設置しておくと大変便利です。
長波からほぼブロードな特性があるとはいえ、やはり、プリ・アンプ無しでは苦しい場面もあり、プリ・アンプの実験も追加したいと思います。
磁界ループ・アンテナの特徴である、外来ノイズの影響の少なさを維持しながらプリ・アンプの設計を行わなければなりません。
今回製作したループアンテナは、実験用として製作してみましたが、なかなかの性能でした。
ただし、アルミ・パイプの円加工が難しい。
今回は、金属加工のプロに依頼しました。
その為、見た目も大変綺麗です。

アドバンテスト　R3561L

2011-11-13T16:55:00.003+09:00

スペアナと外部接続する事でTG・トラッキング・ジェネレータとして利用出来るユニット。

ただし、周波数関係の問題から使用出来るスペアナと出来ないスペアナがあった。

単機能からか、裏面パネルは、すっきりしている。

心臓部とも言えるブロック・パーツ部分。
シールドケースを開けると、各動作回路が一つにまとまった、すっきりしたラインで配置されていた。
この部分で、Lo信号・局発信号・RF出力信号の全てをまかなっている重要な部分。

局発信号である、4ＧＨｚ帯信号発振は、誘電体使用のDRO OSCにスペアナからの基準信号を注入するかたちで同期を取っている。
興味深いのは、局発信号と、ミックス信号との出力信号へのBPFである。
高Qの誘電体BPFが使われていた。
大変参考になる回路構成だ。

BPFを通った局発信号と、スペアナからのLo信号とをミックスし、RF信号を生成させている所がここ。
参考となる回路が多く含まれる部分である。
実測で確認出来るが、このミクサーの特性から50ＭＨｚ近辺に深いディプが見られる。
ミクサーを別なものに変えれば改善可能だ。
その他には問題点が少ないところが惜しい感じを受ける。

内部全体の様子。
高周波回路のかたまりである。

一つ一つ見ると、大変参考になる。

GPS 外部野外アンテナ

2011-11-13T16:41:00.002+09:00

基準信号発信器といえども、GPS基準信号発信器には外部にGPSアンテナが必要になる。
そこで、カーナビ用GPSアンテナを野外固定化すべく加工仕上げたものがこれ。
実は、ハンドクリームの空きケースに色を塗り、その中にGPSアンテナを収納し、極細ケーブルを適当にカットして5DFBケーブルに変更し、コネクターを介して5DFBケーブルにてGPS受信器まで導いている。

設置場所も新たな所では手間がかかる為、既存のアンテナマストへ寄生させた設置とした。
ディスコーン・アンテナには、アンブレラと呼ばれるアースラインが周囲に張り巡らされていて、その影響も考えたが単純・簡単が第一と言う事で決まり。

結果的には、さほどな悪影響なくGPS衛星からの微弱電波を受信することが出来た。

Trimble GPSDO 10MHz

2011-11-13T16:14:00.002+09:00

Trimble GPSDO 10MHz というGPS衛星からの信号を受信して正確な10ＭＨｚと、1ＰＰＳ信号を出力するシロモノ。
Z3801Aとは違い、小型軽量タイプだ。

気になる内部には、ＧＰＳ受信機と、10ＭＨｚＯＣＸＯらしき発信器という、極めて簡素化された構造になっている。
10ＭＨｚ OSC へのPLL辺りが気になるところ。
時定数の値は、そんなに長時間では無いと察しられる。

Efratom FRK-HIN 5MHz

2011-11-13T00:38:00.002+09:00

非常に珍しいモノが入手出来た。

Efratom 社製の5MHzルビジューム発信器だ。

だいぶ古いシロモノだということは、内部を見るだけで判る。

以前の測定器などと同じ製作内容となっていた。

ICの数が極端に少なく感じた。

心臓部である、ルビジューム発振体
昨今のモノと比べるとかなり大きな容積を占めており、それだけでわくわくしてしまう。

デスクリートを多用した内部回路の様子
故障したとしても、ヘタすると直せるかも？
やりませんが。

本体裏面の様子
しっかりとしたコネクターを使用している。

ルビジューム発信器は、かなり熱くなる為、裏面には大きめのヒート・シンクを接着してある。
電源は、+24Ｖ
起動電流　1.94A
動作電流　0.65A

LPRO-101

2011-11-13T00:13:00.003+09:00

巷に大量に放出された基地局用基準信号器
技術の進歩の速さからか、かなり程度の良い不用品が市場に出回った。
入手したものも、かなり程度の良いものであった。

側面にはピン接続用の説明書きがある。

電源は、+２４Ⅴ
起動時1.3Ａ
その後、約350ｍＡ

内部のルビジューム発振の様子
電源を入れると、写真のようにボヤ～っと紫色のランプ色が確認出来た。

時間が経つと電流が少なくなり、紫色ランプの光度が逆に輝きだしてきた。
見ていると大変綺麗な光だ。

本体内部全体の様子

ルビジューム発振体自体、電源を入れるとかなり熱くなる。

本体に付属しているピンを引き抜くと、奥には、また、ピンが現れる。
そのピンを抜いたところ。

岩通 VOAC 7510

2011-11-12T23:47:00.002+09:00

現在も使用中のマルチ・メーター

なぜかと言えば、少々荒っぽい扱いにも安心して使用出来る為。

この手のデジボルには無い、桁数がお気に入りだったりする。

軽くて便利に使っている。

内部にある、ヘッド・アンプ部の様子を接写してみた。
独特というか、低ノイズ対策だったのだろうか？

専用ICは使わず、デスクリートにて構成されている。

それにしても、外来ノイズ対策はなされていない所に低価格を感じてしまった。

これにも、やはり、リチューム電池が有るが、アドバンテスト同様なのかどうかは未だ確認していない。

内部電池が切れたら、怖いことになってしまうとか？

本体内部構造の様子

シールド無しだった。

アドバンテスト R6551

2011-11-12T23:18:00.006+09:00

アドバンテスト社製デジタル・マルチ・メーター
Ｒ6551には大変厄介な問題が存在する。

比較的制度良く測定は可能だが、長期安定かというと、やや、首をかしげてしまうことがある。

本体内部構造

内部の様子にはHPのようなシールドは施されていない。
また、部品配列にも無駄？とも思えるところも見られる。

さて、R6551デジボルの厄介な問題とは、内部にハンダ付けされている、バックアップ・リチューム電池だ。
なんと、動作に欠かせないファーム・ソフトなどの内部ソフトがこのバック・アップ・リチューム電池で賄われている、ということに起因する。
すなわち、このリチューム電池が無くなれば、本体全体が動かなくなってしまう。

簡単に電池交換などしない方が良い。
メーカー送りとなってしまう事になる。

本体裏面から内部を見たところ。

日本製を感じるレイアウトだ。

HP 3457A

2011-11-12T23:04:00.002+09:00

HP3457A
据え置きタイプとして便利に利用してきたモノ。
どういう訳だか、安定していた。

表示デジットが少々特殊な点が特徴。
しかし安定していた。

本体内部の様子
やはり、必要以上にシールドが施されていた。

微小測定での定番ですね。

アジレント 34401A

2011-11-12T22:34:00.003+09:00

デジタル・マルチ・メーターとして超有名なテスターだ。
２台並べて電圧を計測してみたが写真に写るように表示電圧に違いがあった。
ただし、その違いは微小でしかなく、気にするレベルでは無いかも知れない。

安定性は、各社かなり少なく感じた。

測定端子の裏側

異常に太い銅パイプが使われていた。

内部の様子。

外来ノイズ対策と思われるシールドが全面に施されている。

HP時代もそうだったが、整列された内部配置には関心させられる。

基板の裏側

無駄な配線が無い。

大変参考になりました。

自然太陽光のスペクトル

2010-07-16T03:18:00.004+09:00

光スペアナの入力端子に、何も用いず自然界の太陽光をダイレクトに入力してその光スペクトルを調べた。
測定時間は、お昼過ぎの一時ごろ。
太陽の水素と、ヘリュームの爆発燃焼スペクトルが観測できた。

思ったよりも正確だった事に関心させられたが、それ以上に人体に有害とされている紫外線の量が膨大であったことに驚いた。

360ｎｍ　570ｎｍ　930ｎｍ　辺りをマーカーにて測定中。

空が曇ると、単に全体のスペクトルが下に下がるだけだった。
薄曇では、水蒸気の影響するスペクトル吸収現象は確認出来なかった。
それにしても、紫外線の量は、凄まじいレベルで放射されているものだ。

懐中電灯のパワーLED改造記

2010-04-22T14:44:00.017+09:00

１００円均一で売っていた懐中電灯を、今時のLED電灯に改造してみた。

１００円といっても、完全防水タイプのモノで、中々お買い得感のあるシロモノであった。
単三電池使用だった為、内部の電池ホルダー部分を削り取る必要がある。
今回の改造に利用した、リチューム充電電池と、それを分解したリチューム単体の写真を撮ってみた。
単三電池２本の長さと、少し合わなかった為、木材を利用したアダプターを製作した。

単三電池２本分の長さとリチューム電池との長さを合わせる為、
写真のような丸木材を適当にカットし、導電性を持たせる為、

アルミニューム箔を巻いて導体とした、アタッチメント・アダプターを製作した。
これで、電池の長さを併せることが出来た。

次に、元々付属していた豆電球をペンチでガラスごと潰し、電球の内部を全て取り去り、外側のアース・ケースのみを利用出来るように加工する。

加工したソケットに、パワーLEDをハンダ付けして取り付ける。

細かい細工加工が必要だった為、だいぶ変形したがとりあえずは出来上がった。
また、元の電球のフィラメントと同じ位置にLEDが位置するようにホット・ボンドを利用して、しっかり固定した。

しかし、汚い加工だな～っ、、、、。

素人加工で汚い外形だった電球ソケットも、懐中電灯に取り付けてしまえば、ご覧のようにとても綺麗！！！

よかった。。。・・・・・。

出来上がった電灯に火入れしてみた。
思った以上に明るい！！！
手持ちの1ＷパワーＬＥＤよりも、相当明るい！！！
このLED、ジャンク品として安価に入手していたモノで、さほど期待していなかっただけに、感激も大きい。
ちなみに、今回使用したリチュームもジャンク入手品。

思った以上に良く出来た。
右の図は、今回のLED電球の構造と、リチューム充電器です。
リチューム充電に関しては、色々なモノが氾濫しているが、
簡単が一番！！　ということで、いつもこの様な定電圧充電器を使用している。
急速充電は出来ないが、一番安心出来る優れもの、だと信じて利用している。
出来上がって、早、２ヶ月。
毎日、夜な夜な使っているが、未だに電池が無くならない。
リチュームって、すごい　かも。

リターン・ロス・ブリッジの製作

2010-03-07T11:52:00.016+09:00

WILTRON VSWR BRIDGE 62BF50から。

低周波領域で使用可能なリターン・ロス・ブリッジの手持ちが無い為、何とか自作することにしました。
とりあえずは、手持ちの中では低周波寄りのブリッジ、62BF50を接続して観て、考察するようにしました。

表記では、10MHz-1GHzとなっています。

APB-1 にてDUT=50Ω時の62BF50での特性です。

かなり素直な特性です。

製品特性などを調べ、次に低周波寄りの特性を持ったブリッジを製作します。

丁度、ウィルトロン社の62BF50に使われていたモノと同じアルミ・ダイキャスト・ケースが残っていたので、それを加工して作ることにしました。
BNC取付け穴が、楕円形だったもので、ミーリング加工しました。
機械加工工作は、何時行っても楽しい工作の時間です。
ただ、道具が重いのが難点です。
片付けが大変・・・・。

BNCコネクタ　３箇所を加工後、仮止めした状態。
プリント基板を使わずに空中配線も出来るな～っ、、、。
ふと、安易な方向へ・・・・。

しかし、BNCコネクタの芯線のぐらつきが出た場合、部品が壊れるな～っ、などと思い立ち、やはり、ここは、面倒でもプリント基板にて部品の固定化を図ることにしました。

幾多の困難を乗り越え、やっと完成した、リターン・ロス・ブリッジです。
メーカー製と、自作品とを並べてみました。
製作中で、気を使ったのは、トロイダル・コイルの基板へのハンダ付けでした。
基板をケースの中にハンダ付けした後にコイルを取り付けるというのは、至難の業でした。
実は、トロイダルが大きすぎたのが原因なのですが・・・。
BNCコネクタは、一番安価なモノを利用しました。
ちなみに、トロイダル・コイルの巻き数は、全てバイファイラ巻きの２０回巻きです。

出来上がったブリッジの30MHzまでの特性です。
8.4MHz辺りに深いディップがありますが、巻き数によってだいぶ変化します。
ただし、この時点で、-88db以上をマークしていました。
高い周波数辺りになると悪化してきましたが、低周波重視という事で大目に見ることにしました。

一番使用する帯域で、1MHzまでの特性です。
大変素直な特性が描かれたとき、感動しました。
これで、ラジオの部品作りもより確実なモノづくりへと変貌出来そうです。

10KHzまでのAF低周波帯で、面白半分で特性を見てみました。
個人的には、3KHz辺りから使用可能なすばらしい特性だと思うのですが・・・・。
なんだか　判りません。

最後に、やはり、全体のf特性を観て見たくなり、トラジェネにて観てみました。
思ったとおり、低周波に於いてのみ、深いバランスが取れているようで、これは、メーカー製でも出なかった特性でした。
オール・マイティな製作は、自作には不可能だとしても、用途を限定しさえすれば、メーカーの狭間的な高性能自作品も可能だと言うことが言えそうです。　　

　　　

参考　回路図

電気的な回路図を実体配線から読み取ってみました。
リターン・ロス・ブリッジの構造は、大変単純ですが、
全ての面でバランスを取ることが重要です。
機械的・構造的にもバランスを取らなければバランスが崩れます。

APB-1 低周波からの周波数拡大

2010-02-20T17:54:00.016+09:00

このAPB-1の低周波側特性を決定しているものは、LPFと、ADC側にあるトランスである。
低周波領域まで測定可能とする為には、数々の方法が考えられるが、後々のことも考えると単純な方法で解決したいところです。

差動オペアンプなども考えられるが、高周波領域での位相変化も考えられるので、とにかく単純に、と言うのが好み。

そこで、色々なトランスを試してみた。
ここには数個だけ写っているが、１０数組を試してみた。
手持ちのトロイダルコアーを簡単に計り、中でも値の大きなモノを選択してみた。
ここで判ったことは、トロイダルコアーの値の大きなものを使用しても、高周波側特性の変化は、さほど大きくは無い、ということでした。
また、巻き数の変化も差ほどでは有りませんでした。

これは、低周波出力トランスをコイルの代用として用いた時の特性。
しっかりと低周波までフラットに伸びていたが、高周波側がまったく駄目。
お遊び回路となってしまいました。

1t　1μHのトロイダルコアに、約４０回巻いたトランスでの特性。

800Hz辺りまで使用出来れば、良し、と言うことで、このトランスを使用することに決定しました。

低周波20KHzまでの特性。

とりあえずは、使用出来るかとは思っている。

面倒な事を気にせず・・・・・、です。

40tものコイルを巻いていても、高周波側での劣化も少ない。

1t　1μH というトロイダルコアに10t巻いたコイルの特性。
右は、低周波側　1Khzまでの特性です。

同じく、20KHzまでの特性。

これだけのトロイダルコアを用いていても、さほど高周波側での特性の劣化は少ないと言うことが判った。

オリジナル801?トロイダルトランス使用時の低周波側1Khzまでの特性。

やはり、低周波側での減衰が激しい。

オリジナル・コア使用での20KHzまでの低周波特性。

思ったような特性だったが、それでも以外に低周波側まで伸びていた。

オリジナル・コアでのフル・スパン周波数特性。

どうでしょう？？　大容量トロイダルコアを使用したものと比べて、さほどな違いは無いように思えます。

確かに、もっと高い周波数になれば、大きな差が出てくるのでしょうが、
単純・簡単が一番便利なので、気にしないことにしました。

基板にチップ部品を全てマウントする。

2010-02-17T17:27:00.016+09:00

完成したAPB-1基板

とりあえず、基板を眺めて見たが、大変綺麗に出来上がったスルーホール基板だ。

PDF形式になった組み立て説明書を良く読み、指示どおりパーツ番号順にハンダ付けする。
既に完成度が高く、説明どおりのパーツをハンダ付けするだけで動作可能な完成基板が出来上がる。

　　　

CPU拡大
ただし、チップ部品や、CPU、FPGAなどのICは、少々のコツがいる。
運良く綺麗にハンダ付け出来たものの、ハンダ付けし終わったら、
必ず、再度、ハンダ付けチェックはしなければならない。
ここで大活躍だったものの一つに基板用フラックスが挙げられる。
これが手元に無かったとしたら、綺麗なハンダ付けは望めなかったと感じる。
必要以上にフラックスを基板に塗りつけてハンダ付けを行った。

FPGA拡大

一番の難所である、FPGAのハンダ付け。
大事を取って、二度、ハンダ付けを行っている。
終わったら、必ず、点検は忘れないで行っておくこと。

幸いにも、一度で動作出来る基板となり、完成基板の出来上がりとなった。
メガネの上に強拡大ルーペをかぶり、作業を続けていると目が真っ赤に充血していた。

チップ部品を吐く息で飛ばさぬよう注意しながら息を止め作業を続ける姿は、まさに、修行でした。

汎用実験基板　ＡＰＢ－１

2010-02-16T16:11:00.005+09:00

ＡＰＢ－１　キット基板と、全パーツ類

この世の中には、すばらしい技術の持ち主がいるものです。
おじさん工房さんから提供されている、超ハードな、ディープ・キットを入手して組み立ててみました。
全てチップ部品を用いており、尚且つ、ICは、今時の極狭ピッチモノ。

それを全て手ハンダ付けしなければなりません。
大変な労力と、精神統一が必要なディープ・ハード・キットです。

右のデータは、組み立て後の入力側LPFの特性です。
30MHz辺りまでの特性ですから、十分な特性を示しておりました。

しかし、大変なキットでした。
後々、製作過程などの説明を残しておきたいと思っております。
製作過程での混迷が多々ありましたので、後日、再製作する為にも
データを残しておきます。

Windows OS

2009-05-26T05:19:00.011+09:00

いつも使用しているPCには、Windowsがインストールしてあるが、不具合が起こったときなどの為に何らかの対策が必須となってしまう。

以前であれば、MS-DOSなどで対処できたが、現在のOSはそうはいかない。

ということで、悪戦苦闘の末、CD起動のWindows XPをやっとの思いで作ることが出来た。

巷では、簡単に作っておられるお方もいるようで、羨ましいかぎりだ。

これが、製作したCD起動のWindows XPの立ち上げ画面。
ソフト技術の足りなさを補う意味で、バック画面はオリジナルな

モノに切り替えている。
また、メンテナンス時に必ず使用するプログラムは

初めからデスクトップ上に置いてある。
その殆どが、file操作と、複数のデフラグソフト、及び、バックアップ・ソフトだ。
HDDのWindows が動いていないため、何の制約も無く全操作が可能。

Vista系のWindows PEなるものも作ってみたが、あまりの起動時間の遅さにうんざりして、もっぱら、こちらを使用している。

ついでなので、現在、RCとして公開されているWindows 7 を
インストールしてみた。
だんだん、Windows が、MAC寄りになってきていると感じてしまった。

ちなみに、６４BIT版　Windows 7　

こちらがMACの画面。
う～ん、、、ますます・・・・・。

Windows OS も早いとこLinuxベースに・・・・・。

こちらはWindows 7。

今までのモノより動作もスムーズで、直感的操作が出来るような、

違和感の無いOSに仕上がっているような気がする。
しかし、・・・・・・。

今までのアプリを動かそうとした場合、Windows XP Modeか、

Windows Virtual PCという仮想PC?のようなソフトを導入しないと
動かない。

そこで、最大の問題が・・・・。

使用しているPCのCPUがIntel VT対応でなければならないとか・・・。

とりあえずはCore２Duoなのだが未対応CPU!!!!! だった。

これじゃ、使えるPCは限られる。　もしくは、まったく新しいPCとしないといけないようだ。

パソコンで長波受信

2009-02-28T11:07:00.006+09:00

パソコンとアンテナだけの受信器　???

何時も使用しているPCをそのまま受信器として活用してみた。
PC受信と言えば、ソフト・ラジオなどが頭に浮かんでくるが、このような付加装置も付けずにPCラジオが出来上がる。　ただし、長波帯のみに限られてしまうが、それが実現出来る。

用意するのは、長波信号を受け取るアンテナのみ。
そのアンテナをPCのマイク入力に入れてやれば長波帯受信器の出来上がり！！！　となる。
後は、高性能なPCソフトが信号を解析してくれる。
こんな芸当が出来るのも長波帯ならではの特徴かもしれない。

周波数帳には載っていても中々その信号を受信出来ないものが多くあるが、PC受信器ではそれらを視覚的に見せてくれた。
アナログ受信器も少しは考え直さないとダメかも・・・・・。　などと思ったりしてしまう。

10KHz～50KHzの受信状態を示しています。
22KHz帯、25KHz帯、そして、40KHzのJJY信号がはっきり判る。

右側の大きなスペクトル波が40KHzのJJY信号。

その下には、JJY信号のCWが強弱信号として捉えられている。

40KHz　JJY信号近辺を拡大ズームしたところ。
非常に綺麗な受信信号と言うのが感じた所。
下に描かれている、JJY信号の帰線には、良く見るとしっかりとしたCW信号が見て取れるほどだ。
ちなみにJJY信号のすぐ右となりに描かれている一本線は、PC内部信号の迷信号。

長波帯の面白さがますます増幅されそうな予感を感ずる実験でした。
ちなみに、使用したアンテナは、ディスコーン・アンテナを使用しました。
世の中、益々PC抜きには考えられない様になってしまうのでしょうか？？？
ハンダを持つ手が益々、重く感じられる事ばかりです。

長波受信アダプター構想

2009-01-17T18:20:00.005+09:00

長波帯受信アダプターの構想をブロック図に簡単に描いてみた。
望むらくは、地磁界領域(ELF帯自由空間波長 223Hz)までの信号を受信してみたいものです。

外部不要信号除去の為のフィルタや、DBM辺りがキー・ポイント。
DBMの動作は、DCから入力出来るような工夫が必要ですね。

また、受信周波数が読み取りやすいように、局発のX'talには10MHzという、きりの良い周波数構成にしました。
これにより、受信器の表示周波数から10MHz台を差し引けば、簡単に受信周波数を直読する事が可能になります。
簡単なバラック組で実験しましたが、大変強力に40KHzの標準電波信号を受信する事が出来ました。　もちろん、RF AMP無しの状態です。
既存製品で受信出来るモノでもこれほど強力には信号を受信出来ていないようです。
後日、しっかりしたケースなどに入れたモノにするつもり。
いつになるかな～・・・・・。

長波受信アダプターの製作

2009-01-16T17:31:00.002+09:00

5KHz～500KHz辺りまで受信可能なアダプターの製作を考えている。
何故なら、既存の製品として受信機は沢山あるが、なぜか、長波受信に関しては十分な性能のモノが見当たらない為。
とりあえず受信可能なレベルのものが多く、しっかり受信するには、どうも違和感を感じてしまう。

と言うわけで、長波受信の為のアダプターを製作してみたいと思います。

さてさて、どのような回路構成とするかを考えると、これまた、楽しい時が過ごせます。

各種光源のスペクトル

2009-01-13T12:30:00.043+09:00

各種光源での光スペクトル

ミニチュア・ハロゲン

ノーマル光源として、ミニチュア・ハロゲン球を計測してみた。

広範囲にフラットな部分が見られるが、そのほとんどが可視光以外の遠赤外線領域だった。
これからも判るように、電球というのは、消費電力の大半が熱として消費されている事が理解できる。

可視光線領域をズーム・アップして計測してみた。
目に見える領域で光量エネルギーが減衰しているのが判る。

半導体レーザー
　
赤色半導体レーザー。
定格値よりも低い電流で動作させている。

それにしても眩しい！！！！

定格時　50mWものパワーのシロモノ。

さすがはレーザー。
単一波長出力で大変綺麗なスペクトル。

光の純度が高いことを意味している。

赤外線LED

赤外線LEDに電圧を掛けてもごらんのように光らない。

しかし、目には見えなくとも高出力光エネルギーは出力されている。

　

可視光域を遥かに離れた赤外領域で、エネルギーのパワーが見られる。

　

可視光域でのズーム・アップ。
まったく光は確認出来ない。
当然！！！

半導体紫外線LED

半導体紫外線LED。
大変強力な異様な輝きがある。
多少は殺菌にも利用出来るかと思ったが、波長が300nm辺りまでだったので、たぶん、無理だと思う。
殺菌灯の波長は254nm辺りと、大変短い波長が特徴だが、やはり、一般市販品の半導体では今のところ無理か・・・・。

　

半導体LEDとしては、中々純度の良いスペクトルをしていた。

　

　
　

紫外線ブラック・ライト蛍光灯
　

一般市販品の中でもナローバンド紫外線を強く出力する蛍光灯。
TOSHIBA FL15BLB
なにやら、怪しげな光だ。
俗に言う、ブラック・ライトという蛍光灯。　
非常に強力な352nmの紫外線波長を出力する。
たぶん、医療機器にて使用している皮膚治療のものと同一と思われる。

　

これだけの強力な紫外線を出力している。

中々の純度である。

ブラック・ライトLED

公称365nmという波長の短い、通称、ブラック・ライトと呼ばれて
いるLED。

高光度LEDであっても、視覚的には光が確認出来ない。　

公称値どおりの波長スペクトルを確認できた。
通称、紫外線LEDとの比較では、こちらのLEDには緑色のスペクトルの存在が確認できた。

このブラックライトは、確かにブラックライトの特徴的反応が見られた。
紫外線LEDと称するLEDでは、その特徴的反応は見られなかった。

赤色LED
　

超高輝度　赤色LED 24000mcd

直視できないほど眩しく光を放つ。　

　
　

純度はまぁまぁ、と言ったところ。
赤外領域に小さな山が有った。

橙色LED 　

高輝度　橙色LED　24000mcd

これも眩しいが、赤色ほどでは無い感じがする。

赤外領域の山が赤色よりも大きくなっている。
赤色との違いは、そのへんかもしれない。

黄色LED

超高輝度　黄色LED 24000mcd

目で見た感じでは、同じ光量のLEDでも眩しさは緩和されている。

波長の違いから来る、人間の視覚特性の違い。

これもやはり、赤外領域に山が出来ていた。

FLEX LED 　
　

白色 FLEX LED

とにかく眩しい！！！

可視光領域全般に渡って光スペクトル・パワーが見られる。

もう少し、赤色波長の出力があれば電球色と同等になったのでは無いか、などと思ったりしてしまう。

緑色LED

日亜化学　緑色　LED

人間の目には緑が一番敏感なようで大変眩しく感じた。

緑LEDは、そのほとんどが純粋すぎるほどのスペクトルをしているものが多い。

白色LED

超高輝度　白色LED　28000mcd 30°

手持ちのLEDの中で一番明るいモノ。
広角な為、光照明としての応用も可能だと思う。　

FLEX LED とは違い、青色側に多少スペクトル・パワーの偏りが見られる。

その為か、ほんの少し青味かがった白色となっている。

しかし、その他の白色LEDとの比較では、このLEDが最も白色に違いモノであった。

光工学もおもしろい

2009-01-13T08:11:00.011+09:00

光のスペクトル

七色に変化する光源を見ていると飽きない。

何か応用出来たら楽しいと思う。

自然界の周波数スペクトルを表したもの。
そのごく一部が視覚可能な光である。

シリコン・パワー型発電

2009-01-10T23:27:00.027+09:00

SANYO製太陽電池モジュール 180Wタイプ

定格電圧　50.7V　　出力電流　3.55A

曇り時でも今までのモジュールと違い、電圧の落ち込みが少ない優れたモジュールのようだ。
テストでは、傾けた状態で、AC100V 60W電球がDC-ACコンバータ使用で点灯した。
これには、ちょっぴり驚いた。

設置場所を色々考えたあげく、南面に面した垂直の壁に貼り付ける事にした。

通常は、屋根の上に設置するところだが、冬時にはまったく利用できなくなってしまう事を考慮した苦肉の策。

と言うわけで、このモジュールを垂直に取り付けるための取り付け用木枠を製作したものが左の写真。

このようにして取り付ける。
木枠が出来上がったところ。
しっかり防水クリアー剤を塗っておく。

乾いたところで、今度は、防虫剤を塗る。

仕上げに、壁の色と同じ、白色に仕上げればおしまい。

出来上がった木枠を南面の外壁にコンクリート釘にて固定したところ。

遠くから出来上がりを確認してみた。

素人大工にしては、上出来な感じだと思うが・・・・。

　完成！！！

最後に、木枠に太陽電池モジュールをはめ込んで固定したら工事終了。

壁の色といい、屋根の色との調和はとれていると思っている。

設置している事すら人目では判らない出来栄えになった。

VR-5000 の内部構成

2009-01-08T21:08:00.007+09:00

VR-5000

前面パネルのレイアウトはとても良くまとまっている感じを受ける。
ただし、使いたい機能を設定するにはそれなりの複雑な操作をしなければならない。
その点が難点といえば難点だ。
受信を行っていて即座に設定を切り替えたい時など不便だ。

裏パネルの様子。
すっきりしたレイアウト。

IC-R8500のようにHFと、V・UHF帯でANTが二つあるようなことは無いので、使用するには簡単で便利だ。

小型とはいえ、優れた受信音が特徴。
しっかりしたスピーカを使用した再生音がする。

また、小型とはいえ、内部のシールドにも気をつかった設計となっていた。

ANT入力側の回路基板側。
RF AMPなどの回路が一枚の基板に実装されていた。

IF回路周りの回路基板の様子。

すっきりしたレイアウトである。
基板のほとんどがアース面。

安定動作に期待が持てる。

IF回路の心臓部のアップ。
この機種もチップ部品が多用されている。
改造など、やる気も薄れる。

IC-R8500 の内部構成

2009-01-08T19:25:00.017+09:00

IC-R8500

IC-R8500 の前面パネルの様子。
写真を撮った時点では、まだ、LCD面の保護フィルムが貼り付けてあった。

裏パネル面。
ANT コネクタが、HFと、VHF以上で分かれているのが何とも使いづらい。

受信音は、比較的良いと思うが、採用スピーカーが、フォステクス製。

ANT入力側のRFユニット面。
ダイキャスト・フレームにて各部がシールド・ボックス化されている。

HF以上のVHF～からのRFユニット部分。
なにやら複雑な感じがする。
このタイプでのRF処理は、先代初期のIC-R7000からほぼ変わっていないような感じだ。

VHF-UHF帯RFブロック部。

内部のシールド内部。

肝心のIF回路周り。

ANT入力からの信号処理部分。
向かって左側がHF帯。
右側が、VHF-UHF帯のANT入力と、RF AMPなど。

V・UHF帯のRF部分のアップ。
各部がシールドされている。

HF帯のANT入力部分。
各種フィルタなどが見られる。

HF帯RF処理部分のアップ。

FT-817 (受信機として)

2009-01-08T19:04:00.004+09:00

FT-817 の内部構造

大変コンパクトで、高性能なHF～UHFまで運用できる小型ポータブルトランシーバー。

重量もさほどではないが、いかんせん消費電力が多く、内蔵バッテリーでの運用は実用的ではないと思う。

受信機能側ユニットの様子。
改造するにしてもチップ部品だらけで苦労しそう。

受信IFブロック周りのアップ。

コリンズ製CWフィルターがもっとも大きな部品。

SN16913P IC が多用され使用されている。

ここまで小型に組みあがっていると、手を加えるという気すら薄れる。

写真はRFブロック。

RFブロックのアップ。

R4136 トラッキング・ジェネレータ製作

2009-01-07T02:58:00.014+09:00

226.42MHz X'tal OSC

以前製作した高次OSC回路を再利用して製作。

1石で３逓倍発振、次に２逓倍して出力AMPにて増幅し、タンク回路で高調波を除去している。

出力にはBPF型分配器を用いて極力TGからの漏れ信号を防ぐとともに効率的に二分配している。周波数の合ったXtalが無かった為、強引に引っ張っているが、中々安定動作してくれた。

37.75MHz X'tal OSC×3 発振回路の出力コイルの信号スペクトル。

大変な高調波発信機になっている。

113.21MHz　発振出力ダブル・コイルの出力側でのスペクトル。
少しは綺麗になっていた。

226.42MHz ２逓倍回路出力側タンク・コイルでのスペクトル。

ようやく、希望発振信号が角を立てて見えてきた。

後は、周りのお化け信号を少しでも取り除かねば！！！

226.42MHz ２逓倍回路出力のダブル・コイル出力でのスペクトル。

だいぶ、お化けも綺麗になって希望信号が際立ってきた。

この高次逓倍発振回路は、大変調整がクリチカルな為、深追いは禁物。

ほどほどに調整をして、安定動作に心がける。

4GHz 帯　B.P.F の改造

入手したジャンクなBPF。
そのままでは、希望の特性が得られなかった為、思い切って改造することにした。

とは言っても、電子回路ではなく、機械加工の世界。

手持ちの模型製作用ミーリング・マシンで同軸キャビティの改造加工中。
少しでも鏡面加工となるよう、仕上げ用には特殊なヤスリで仕上げた。

手作業で加工・改造した後のBPF特性。
とりあえずは満足がいくレベルではないかと、思っている。

R4136 TG ブロック図

ローカル信号のアイソレータが大変重要である。
初めアイソレータを入れてみたが思ったほどの効果が無かった為、試行錯誤の末、各信号処理部分にBPFを入れてみたところ、優れたアイソレータ効果が得られたのでBPF型にすることにした。
また、やはり3.6GHz以上でもTGが利用したいので、ハーモニック・ミキサで高域を延ばしてみた。

R4136 RFブロック図

R4136というLo Outが装備されているスペアナに自作のトラッキング・ジェネレータを製作しようという計画。
先ずは、RFブロック図を作成し考察することにした。
出力のレベルは手元機器での実測値。
どのように構成させるか考えると楽しい時が過ごせる。

三信号特性測定用パッド

2009-01-06T05:25:00.011+09:00

MA1612A

MA1612Aは受信機の三信号特性(SINAD法による相互変調特性)を測定するときに、3台の信号発生器の出力を合成し、受信機に供給するための整合器としての測定小物。
周波数範囲：5MHz～3GHz 　　　　　　　　　　　　　
挿入損失：15.0dB
ひとつ持っていると何かと便利な小物。

内部構造の様子。

整合ATTなどが多用されている為、挿入損失が多い。
信号合成は、コアを用いたオート・トランス型のようだ。
パイプに見えるのは、同軸で、離れて取り付けてあるコネクタまでの配線用に用いられている。
心臓部は、いたって小さいコアの部分が担っている。

VSWR BRIDGE

2009-01-06T04:58:00.013+09:00

WILTRON VSWR BRIDGE 62BF50

ウィルトロン社製VSWRブリッジ。
写真は、５０Ωタイプであるが、７５Ωとの違いはごく僅かな違いでしかない。
リターン・ロスなどを測定するには大変便利な小物。
10MHz～1000MHz となっているが、2GHz辺りまでの測定に使用出来る。（厳密にこだわらなければ） BNCコネクタなので簡単測定に適している。

ブリッジの内部の様子。
５０Ω抵抗器にて分配された信号を基準インピーダンスと、
DUTとに与え、インピーダンスの違いをRF OUT BNC端子へ
信号のアンバランスとして出力させる事でリターン・ロスを測定する。
小さなコアに巻いてあるモノは、極細同軸で、芯線など髪の毛よりも細い。

回路図

実際の配線から書き出した回路図。
機械的・構造的にもバランスを取っている。

2～12GHz帯カップラー型 PLL

2009-01-06T03:18:00.034+09:00

カップラー
　　　　　　　　　　　　　　　JA製YIG OSC のPLLカップラー部分の拡大。
カップラーとしての動作範囲は、少々狭い感じがする。

カップラー周辺の様子。

カップラーとシールド蓋

カップラーには両面基板にて蓋シールドを施すよう組み立てられている。

終端抵抗器には、単なる１００Ωチップ抵抗を２本使用。

基板シールドで蓋をした様子。

カップラーからYIG OSC信号をピックアップし、FET2段にて増幅させている。

増幅されたYIG OSC 信号は、プリスケーラIC FMM110へ導かれる。
　　　
　　　
　　

STELLEX YIG PLL CONTROLLER

STELLEX YIG PLL CONTROLLER ASSEMBLY ユニット。
ワン・ユニットだけでYIG OSC PLL を実現してしまう。
制御可能周波数範囲は、実測にて0.8GHz～12.6GHz辺りまで。
ただし、低い周波数を発振出来るYIG OSCなど無いのであしからず。
基板の特性は大変優れたモノであった。

YIG OSC 信号のカップラー部分を拡大してみた。
JA製とは違い、ギザギサなカップラーとなっている。
このタイプのようなカップラーは大変参考になると思う。
また、信号増幅素子には、MMICを用いて安定動作をさせている。
非常に参考になったYIG OSC PLLアッセンブリー基板だ。

2GHz VCO

2009-01-05T16:36:00.006+09:00

手元にあった2SC3358を使用した1石2GHz発信器。

チップ部品も使用せず、部品の再利用で出来ている。

とりあえずスペアナにて発振信号を見てみた。

意外と良好なモノに仕上がっていた。

スペアナのスパン幅を見ていただきたい。

広範囲スパン時の信号。

これも意外に良好な感じだ。

受信IF選択度の考察

2009-01-04T15:12:00.006+09:00

こんなものを考察してみた。

受信信号ラインを汚すことなく、PBT,VBT,IFシフト,BFOポイントなどが可変可能となる。

ただし、シングルIFでは不可能なので多少複雑になるのは仕方ない。

いずれ、DDSなどを多用して実験してみたいと思っている。

基準信号比較器

2009-01-04T14:57:00.009+09:00

どうしても基準信号の周波数精度が気になってしまうことがある。

それでは、どうしよう　と、言う事で実験してみたのが泥沼の始まり・・・。

桁数を増す為に周波数カウンタを３台シリアル接続に。

図の桁数は、１４桁。

タイミングは、単一制御とし、入力は二つ。

これにより、単純カウンタ表示部と、n倍数表示部とが出来上がっている。

使用しているのは、TC5032Pを3つ使用してカウンター動作を同時に行っている。

左に示すものが最下桁増幅？周波数カウンタのブロック・ダイヤグラム。
フラついている入力信号には向かないシロモノだが、基準信号などのような静的信号にはn倍数の微小変動が拡大されて表示できた。

面白半分の実験。

信号発生器

2009-01-04T14:29:00.007+09:00

HP8565B

SSGとしてスタンダードな機器だが、周波数設定が面倒。

内部は大変綺麗な設置となっていた。

コントロール基板側とRF関連の基板側

ロジック回路が多様されている。

どのような受信機を・・・

2009-01-01T05:13:00.002+09:00

受信機を構成する各ユニットの構想を考えていると、これが、また、楽しいのだ。

受信機の構想から

2009-01-01T05:06:00.002+09:00

う～ん、色々な受信機を実際聞いてみたが、どうも一長一短が有り、甲乙付け難い。
と言うのが本音。

そこで、自作に踏み切ることになってしまった・・・・。

トラッキング・ジェネレータの内部構造

2009-01-01T04:59:00.020+09:00

測定器の内部構造と実験など

やはり　スペアナ関連　ということで・・・・。
トラッキング・ジェネレータ

R3561L

巷で流行ったスペアナのトラッキング・ジェネレータとして改造を必要とするシロモノ。

興味のある内部ブロックが目を引く。

全体内部構造。
各部がユニット化されており、良くまとまっている。

初段Mix'er

まわりのユニット。
1st Mix'er LPF などがユニット化されており、参考になる構造をしている。
ただし、1st Mix'erの関係から50MHz辺りにディップ点が見られるのが残念である。
これは、ダイオード・ミキサーの構造に起因する問題。

4GHzPLL VCO,1st Lo Amp,Mix'er,LPF がワン・ユニット化されている。

1st LoとのMix'erに印加される4GHz PLL VCO。

誘電体VCOに基準クロックからの信号でフェーズ・ロックさせる方式を取っている。

また、出力のBPFにも誘電体が使われており、大変シャープなBPF特性が得られている。

このBPFは、1st Lo信号とのアイソレーターの役割をも果たしている。

TR4154

アドバンテスト社製スペアナ R4136 用トラッキング・ジェネレータ。

出力特性は、すばらしく、3.6GHzまで素直なすぐれたf特を持ち合わせている。

ちなみに、消費電力などは少ない。

そしてまた、TG出力信号の純度もすばらしく良好だった。

出力信号に不要な信号、いわゆる、おばけが非常に少なかった。

背面パネル側の信号入力端子。

内部全体構造。

ワン・ユニット化ではなく、各部ブロックに分けたユニット化が図られている。

ただし、故障時には大変になりそう。

各ブロックに分けたことによる各信号処理には余裕がかなりある。

裏面の様子。

参考になると思い写真を撮ってみたAMP。

ガリヒ素FETがディバイスとして使用されている。

どうしようもなく壊れたら、何かのAMPとして活用しよう・・・・。

TG出力側の初段AMP。

ここにもガリヒ素FETが２段使用されており、多量のNFBを掛けてf特を改善している。

低域のf特も驚くほどで、10KHz以下でもフラットな特性をしていた。

このトラジェネで一番興味を抱かせてくれたブロック。

ミキサー処理後の出力側に接続されている4GHzリジェクション・フィルターである。

二つの誘電体にて優れたリジェクション・ディプが見られた。

初めから三ヶ搭載用の穴が開いてあるが、実際は二つ。

よくよく考えれば、三つ同じ動作をするモノを並べても逆特性が出てくる事は判っていたと思うのだが・・・・。

そんな訳で、実装は、二つのみ。

アンリツ製　MH672 など

アドバンテスト社製に比べると、構造的に単純になっているような気がする。

1st Mix'erなども1SS94辺りのリング・ミキサー構造を採用しているモノもあったりする。

これは、後ほど。