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2017年9月24日 (日)

144MHz帯用 プリアンプの検討 (2)

前回バイアス点を決めましたが、3SK241 のデータシートと睨めっこをしながら再考し、
ID = 12 mA, Vgs1 = 0.85 V に変えることにしました。
そのときの最大振幅が取れる交流負荷線から、負荷インピーダンスは 417 Ω ぐらいになります。


この負荷インピーダンスをもとに、出力回路の設計をしてみました。
構成は、2ポールのバンドパスフィルタと L マッチの組み合わせで考えます。
トロイダル・コア活用百科を参考にしながら、Excel で各定数を計算しました。

まず最初に、2ポールのバンドパスフィルタの設計から。
入出力のインピーダンスを 417 Ω 、中心周波数を 145 MHz 付近、
フィルタの Q を約 10 として、Excel で計算。
その計算結果を Qucs でシミュレーションしてみると、

20170924_0001

まあ当たり前でしょうが、設計どおりの結果です。


次に、インピーダンス変換 ( 417 Ω → 50 Ω ) の L マッチを追加します。
また Excel で計算させ、結果をシミュレーションしてみると、

20170924_0002

ちょっとした計算誤差なのか、144 MHz 付近で僅かにリアクタンス分が残りますが、
まず問題ないと思われます。


この結果をもとに、実際入手可能な部品の定数に置き換えていきます。
キャパシタはトリマーコンデンサを使えば良さそうですが、インダクタはどうするか悩みます。
コアが回せる FCZ コイルのようなものか、またはトロイダルコアを用いた固定のコイルか。
今回は、トロイダルコアを用いた固定インダクタンスのコイルを使ってみることにします。


トロイダルコアは、カーボニル鉄系の #12 材が良さそうです。
T-50 #12、T-37 #12、T-25 #12 あたりが入手容易なので、これらで考えることにします。
得られるインダクタンスが巻き数の二乗に比例するので、中々所望の値を得ることができません。


取りあえず所望の値に一番近くなるように設計し直すと、負荷インピーダンスが
約 320 Ω となってしまいました。

20170924_0003

周波数特性は、あまり変わりません。

20170924_0004

スミスチャートです。

20170924_0005


負荷インピーダンスが約 320 Ω に変わったので、バイアス点も少し見直した方が
よいのかと思いました。

Id は 最良 NF から決めているので、Vgs1 やVgs2 はそのまま変わらずです。
結局 Vds を少し下げて、6 V 程度とすることにします。
バイアス回路だけ考えると、こんな感じになりました。

20170924_0006

実際は、FET のバラツキがあると思いますので、組み立て後に Id が約 12 mA となるように、
ソース抵抗を調整する必要があると思っています。


入力回路については、まだ悩んでいます。
回路的には、L マッチ+ LC 並列共振回路にするつもりです。
ただ、ノイズマッチングを取る必要があるようですが、
どの程度のインピーダンスでドライブすれば良いのかが分かりません。

取りあえず、他の製作例を参考に一回作ってみて、後はカットアンドトライ
ということになると思います。
電子工作は、失敗してなんぼだと思いますので...
来週以降、ぼつぼつ部品集めに掛かりたいと思っています。

2017年9月19日 (火)

144MHz帯用 プリアンプの検討 (1)

144MHz は TS-2000 を使っていますが、前から耳の悪さを感じています。
ちょっとでも耳を良くしたいので、プリアンプを作ってみようと思い立ちました。

自宅 (アパマン) での使用を想定しているので、アンテナ直下型ではなく、
卓上型を作る予定です。


今回、プリアンプの素子は Panasonic 製の GaAs MESFET の 3SK129 を
使ってみようと思います。
広島の松本無線で売っていましたので、通販で入手しました (10個で1,080円)。

ただ、この 3SK129 ですが、データシートがネット上でも中々見つかりません。
 Pd = 0.35 W
 Vds = 13 V
 Vgs = 3.5 V
 Id = 50 mA
ぐらいのデータしか、情報が得られませんでした。


ネットで色々調べてみたところ、同じPanasonic 製の GaAs MESFET 3SK241
(2SK241 ではない) を見つけ、ドレイン損失 Pd の違いはあるものの、
3SK129 と似通った特性ではないかと考えました。あくまでも推測ですが...。
Pd の違いは、パッケージの相違によるものと勝手に理解しました。

この 3SK241 の方は、データシートがネット上でまだ入手できます。
3SK241 のデータシートを参考にすれば、3SK129 でもある程度設計できるのでは
ないかと思います。最悪 FET を3SK241 に変更すれば動作すると思いますので、
念のためこの 3SK241 も入手することにしました (秋月の通販にて購入 5個で200円)。

後から気がついたのですが、この 3SK241 は TS-2000 のフロントエンドに
使われており、「な〜んや」という感じになりました。
ネットで見る限り、プリアンプとしての作例も少なそうなので、あまり人気の無い
石なのかもしれませんね。


プリアンプの回路は、ネットの情報やトロイダル・コア活用百科を参考に
しようとしています。
ただ、丸写しでは面白くないので、できるだけ自分でも計算をして、
検証しながら作っていきたいと考えています。


まずバイアス点の設計ですが、これは 3SK241 のデータシートを参考に
考えてみました。
VGS1 が -0.8〜-1 V ぐらいのときに利得が最も高く、NF が最も低くなります。
とりあえず、VGS1 を -1 V としてみました。そのときの Id は、約 8 mA です。

電源電圧は 8 V の作例があったので、これに手習い以下のようにしました。
 Vd = 8 V
 Vs = 1 V
 Vg1 = 0 V
 Vg2 = 2 V
これで、Vds = 7 V、Id = 8 mA ぐらいのバイアス点になるはずです。
Vgs1 = -1 V, Vgs2 = 1 V となります。
ソース抵抗は、120 Ωです。
Id を 10 mA にしたいときは、ソース抵抗を 100 Ωに変えたら良いはずです。


上記のバイアス点において、最大振幅が得られそうな交流負荷線を引くと、
負荷インピーダンスは 約 625 Ωになりました。


ここから先、この三連休悶々としました。
出力回路の設計ですが、トロイダル・コア活用百科を参考に Excel を用いて
色々と計算してみました。
ただ、その回路を検証するため、Qucs というシミュレータでシミュレーションを
してみたのですが、なかなか結果が一致しません。
どこか勘違いしているのではないかと、色々考えているうちに、あっという間に
三日間が過ぎてしまいました。

高周波回路の設計に慣れていないので、まだまだ苦労しそうです。
今日のところは、ここまでです。

2017年9月 4日 (月)

WSJT-X 1.8.0-rc2 のQRG周波数設定

昨日インストールした WSJT-X 1.8.0-rc2 ですが、初期状態での QRG 周波数が
空白となっており、困っていました。

そこへ、7L4IOUさんからコメントをいただき、QRG 周波数をデフォルト状態に戻す
方法をご教示いただきました。

Setting ウインドウで、Frequencies のタブを選択。
Working Frequencies 欄の空白部分でマウスを右クリックすると
メニューが表れます。そこで、一番下の「Reset」を選びます。

20170904_0001


そうすると、無事にデフォルトの設定に復帰しました。

20170904_0002


7L4IOUさん、貴重な情報ありがとうございました。


ネットを調べていたら、別の方法も見つけました。
例えば WSJT-X 1.8.0-rc1 でも良いのですが、
QRG 周波数の設定が所望の状態で、Setting ウインドウを出し、
Frequencies のタブを選択。

Working Frequeincies 欄で Ctrl A を押して全ての周波数を選択し、
マウスを右クリックしてメニューを出します。
そこで、下から三番目の「Save as...」を選びます。

20170904_0003


そうすると、保存のダイアログが出てくるので、適当な名前を付けて保存します。

20170904_0004


デフォルトのディレクトリは、
¥User¥AppData¥Local¥WSJT-X
という初期設定フォルダだとおもいますが、そこに「.qrg」というファイルが保存されます。

保存のダイアログで 「保存(S)」 ボタンを押すと、こんな画面が出てくると思います。

20170904_0005


ここで 「No」 ボタンを押して完了です。
「Yes」 ボタンを押すと、Setting ウインドウで選択した周波数しか保存されませんので
注意が必要です。


予め「.qrg」の設定ファイルを作っておくと、rc2を再インストールしても QRG 周波数が
空欄となることは無くなりました。
このファイルがあると、インストール直後でもこれを読み込んでくれるようです。
仮にインストール直後の起動時に読み込んでくれず、QRG 周波数が空欄であっても、
後で「Load...」すれば設定できます。

2017年9月 3日 (日)

WSJT-X 1.8.0-rc2をインストールしてみました

たまたまWSJT-Xのホームページを覗いたら、
WSJT-X 1.8.0-rc2が正式リリースされている
のを見つけたので、早速ダウンロードし、インストールしてみました。

rc1ではFT8のAuto Sequenceが上手く動作していなかったので、
これが改善されていることを期待してのインストールです。
まずrc1をアンインストールしてから、その後にrc2をインストール。
作業は問題なく完了しました。


WSJT-X 1.8.0-rc2ですが、Audio入力のスライダーが削除されています。

20170903_0001

元々rc1でも、このAudio入力のスライダーが利かなくなっていたので、
削除されてしまったものと思われます。


私のPCだけなのかもしれませんが、一番困ったのが、
QRGの周波数設定データが全て消えている!!ということです。

20170903_0002


何度かインストールし直してみましたが、症状は変わりません。
rc1に戻すと、ちゃんと周波数データは存在しています。

QRGの周波数設定データはどこかのフォルダに保存されているのでしょうが、
それを見つけることができなかったので、仕方なくrc1の設定を参考に
一つ一つ手作業で入力しました。
この問題は解決しました
こちらの記事に記載しています。


20170903_0003

20170903_0004


このQRG周波数の入力でもバグがあるようで、IARU Resionの設定をしても反映されず、
全て「All」になってしまいます。

私にはあまり支障がないと思われますので、そのまま「All」で設定しました。


肝心のFT8のAuto Sequenceですが、期待どおり改善されていました。
PC2台でマイク↔スピーカの音声通信をさせましたが、ちゃんと最後まで自動でQSOが進みました。
ようやく安心してQSOできそうです。


バグはまだいくつかありそうですが、FT8のAuto Sequenceがまともに使えるようになったので、
WSJT-X 1.8.0-rc2に切り替えようと思います。

2017年8月31日 (木)

オールJAコンテスト 2017 の結果

昨日、オールJAコンテストのLog Check Reportがメールで届きました。
JARLのHPを見ると、結果も発表されています。


提出したログは全く問題なく、減点も無しでログ提出時の得点のままでした。
結果はというと、C50部門で、3エリア内26局中7位。
まあ、定位置あたりかなと思います。


次はXPOコンテストだと思いますが、出ようかどうか迷っています。

2017年8月28日 (月)

H2Bの電波型式でのRTTY送信試験

H2Bを含め、いくつか妙な電波型式の指定を受けているものの、
これらでの交信相手はおらず、あまり使い道がありません。

折角色々実験ができるようにと申請したのに、
持ち腐れのままでは勿体ないようにも感じます。

と言うわけで、H2Bの電波型式で試験電波を出してみようと思い立ちました。
今回はアンテナを繋がず、ダミーロードを使っての実験です。


実験では、TS-2000 で送信し、TS-590の AM モードで受信させました。
RTTYのソフトは、両方ともMMTTYです。


MMTTYのデコード結果です。
一応デコードできることが確認できました。

20170828_0001


受信音はこちらです。
RTTY_using_H2B_mode.mp3

ハム音などあり、あまり綺麗な信号とは言えません。
イマイチな感があり、まだまだ課題は有るかもしれません。


今回は興味本位でやってみましたが、一応デコードできたという達成感を得ることはできました。
しかし、色々設定を変えてやる必要があり、手間の割に特にメリットも感じませんので、
あまりお薦めの電波型式ではないと思います。

2017年8月27日 (日)

TS-590でデジタルモードを運用するときの受信イコライザー設定

TS-590には受信イコライザー機能が搭載されています。
受信イコライザーをOFFで使っていましたが、取扱説明書などを改めて見ると、
1kHz以上の高域を少し落とすような特性にしています。

好みは有るでしょうが、SSBでは大して問題にはならないと思います。
しかし、デジタルモードではあまり好ましくないように思います。

受信イコライザーの設定で "FLAT" を選ぶと、帯域内の特性をフラットにすることができます。
デジタルモードの時は、受信イコライザーの設定を "FLAT" に設定するのが
良いのではないでしょうか。

TS-590では、この受信イコライザーの設定を、モード毎に別々に保存することができます。
TS-590でデジタルモードを運用するときは、USB の DATA モードを使っていますので、
この DATA モード時の受信イコライザーを"FLAT" に設定してみました。

20170827_0001


受信イコライザーの設定で、どのくらい特性が変わるのか、簡易的な方法で見てみました。
下図は無信号時のノイズを、Wave Spectra で測定したものです。
受信帯域設定は、SHIFT 1500Hz、WIDTH 2500Hz としました。
※DATA モードは、通常 SHIFT 1400Hz、WIDTH 2000Hz で使っていますが、
 "OFF" と "FLAT" の差が分かりにくかったので、帯域を拡げて測ってみました。


まず、受信イコライザーが "OFF" の状態です。

20170827_0002


次に、"FLAT" の設定です。

20170827_0003


これでも分かりにくいですが、"OFF"だと 1.5kHz ぐらいから落ち始め、
2.5kHz では 2〜3dB ぐらい落ちているように思います。
デジタルモードでよく使う周波数領域なので、やっぱり "FLAT" に設定した方が良さそうに思えます。


参考までに、普通のSSBモードは普段 LOW 0Hz、HIGH 4000Hz で使っていますが、
これで受信イコライザーの差を見てみると、

受信イコライザーが "OFF"

20170827_0004


受信イコライザーが "FLAT"

20170827_0005


これだと、結構差がハッキリ分かります。
受信音を聞いてみると、"FLAT" 設定だとシャリシャリ音が目立ち、聞いていて少し疲れます。
SSB は受信イコライザー OFF の方が良いです。


ところで、TS-2000でもデジタルモードを運用することがありますが、こちらはどうでしょう。
TS-2000にも受信イコライザーがありますが、取扱説明書を見ると "OFF" がフラットな特性らしいです。

しかし、TS-590と同じようにWave Spectraで調べてみると、TS-590の "OFF" 設定のように、
高域が落ち気味となっています。
フラットな特性にするには、高域を持ち上げるように補正してやる必要があります。
"HIGH BOOST" 設定ではやり過ぎなので、"USER" 設定でカスタマイズさせてやる必要がありますが、
それには ARCP-2000 という有料 (税抜定価: 4,500円) のソフトが必要になってきます。
このことだけに投資するのも勿体ないので、TS-2000 は "OFF" 設定で諦めます。

何で ARCP-2000 だけは有料なんやろうか?

2017年8月26日 (土)

TS-950SDX SUBの受信周波数拡張

最近めっきり出番の少なくなった TS-950SDX です。


ネットで TS-950 について覧ていたら、隠しコマンドで Power ON することにより、
サブ受信機の受信周波数を拡張することができるという情報を見つけました。
私だけが知らなかったことかもしれませんが...

参考にさせていただいたのはこちらで、その元記事となっているのがここです。


TS-950SDX は2波同時受信が可能ですが、通常では同一バンド内でしか設定できず、
TS-990 のように異なるバンドに跨がった2波同時受信ということはできません。

ネットの情報によると、ソフト的に同一バンドに制限しているようで、
制限を解除することにより、
TS-950SDXでも異なるバンドでの2波同時受信が可能になるとのことです。


今さら感はありますが、早速自己責任でやってみました。

20170826_0001

写真は、メインのRXを 14.000 MHz 、サブ受信機を 18.068 MHz に設定したところです。
もちろん、別のバンドの組み合わせも可能です。

TS-950SDX のモードが SUB になっていると、バンド切り替えのボタンが効きません。
サブ受信機の周波数を変えるには、MAIN モードにしておいて RX を希望する周波数に合わせ、
「RX ↔ SUB」ボタンを押せばできます。


※試される方は、あくまでも自己責任でお願いします。

2017年8月20日 (日)

FT8で1st QSO

お盆休みはオンエアできませんでしたので、二週間ぶりのQSOです。


50MHzをワッチしていたら、50.313MHzでJA5FFJ局がFT8でCQを
出しているのを見つけ、早速コールしてみました。
幸いすぐにレポートを送信してもらい、QSOがスタートしました。

先日の実験でAuto Sequenceが上手くいかず、ここから先はいささか不安でしたが、
今回はレポートを返すところまでは自動で進みました。
「受信終了→デコード→送信」までの時間がとても短い(約2秒)ため、
あれこれ考える時間的余裕もなく、気がついたらレポートをちゃんと返していた
という感じです。
その後、73の送出はマニュアルで操作しました。
あっという間に、FT8の1st QSOは完了してしまいました。

ネットで見て知ってはいましたが、やはりQSOはとても慌ただしく感じました。
Auto Sequeceは必要な機能だと思います。


その後、何度かFT8でCQを出したりしましたが、ほとんど空振りに終わりました。
夕方、唯一JM1SZY局からコールをいただきました。
今度はこちらがCQの立場ですが、Call 1stにチェックを入れておいたので、
勝手にレポート送出まで進んでくれました。
その後はマニュアル操作でQSO終了まで進めました。

FT8では2QSOだけでしたが、CQを出す側/コールする側の両方を
体験することができ、何となく感触は掴めたかと思います。
慌ただしさはありますが、短時間でQSOできるのは魅力的に思いました。


あと、今日はJT65でも2QSOしました。
本日は以下の4QSOです。

50MHz JT65A (2QSO): JL3CEY, 9M2/JE1SCJ
50MHz FT8 (2QSO): JA5FFJ, JM1SZY

QSOいただいたみなさま、ありがとうございました。

2017年8月11日 (金)

FT8のAuto sequenceが上手くいかない

今日FT8の通信を試してみました。


と言ってもオンエアした訳ではなく、PC 2台を使ったマイク/スピーカーによる、
超アナログ的な音響通信の擬似QSOです。


いつもQSOに使っているメイン機 (iMac) からCQを出し、サブ機 (Macbook Pro) で応答させたところ、
メイン機からのレポート送出、サブ機からのレポート返信までは上手くいきますが、
その後はメイン機がレポート送出を繰り返すばかりです (本来なら、RRRを返すのだと思います)。
なので、サブ機からもレポート返信を繰り返し、そこから進みません。

メイン機をマニュアルでRRRを送出させてやると、サブ機からは73を送出しますが、
メイン機はRRRを繰り返すばかりで、マニュアルで73を送出しないとQSOがいつまでも完了しません。


逆にサブ機からCQを出し、メイン機でコールバックさせると、サブ機はレポートを送出します。
しかし、メイン機はコールバックを繰り返すばかりで進みません。

マニュアルでレポート返信させても、またそこから進みません。
どうやらメイン機であるiMacの方のAuto sequence動作がおかしいようです。
キャプチャー画面を撮っておけば良かった。


WSJT-X 1.8.0-rc1をダウンロードし直し、メイン機にインストールし直してみましたが、
症状は変わらずです。


同じソフトを使っているのに、なぜメイン機とサブ機で差が出るのかが、良くわかりません。
レポートなどはちゃんとデコードできていますし、ハードウェアに依存するとも思いにくいです。
メイン機の方が、スペック的には上のはずですし、そんなに負荷が掛かっていないと思います。


普段使っているメイン機の方が具合が悪いので、今後実際のQSOでどうなるか不安が残りました。


2017/9/3 追記
WSJT-X 1.8.0-rc2 が正式リリースされ、FT8 の Auto Sequence 動作は改善された
ようです。
こちらに記事を書きました。

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