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« TS-590Sのファームウェアアップデート (2.04から2.05へ) | トップページ | デジタルモード用インターフェース Ver.2.1 の製作 »

2020年3月15日 (日)

デジタルモード用インターフェース Ver.3 (絶縁型) の製作 (その3 完成)

先週末の特性確認で、信号の周波数が低くなると歪み (3次歪み) が増えてくることが判りました。
AF 信号の状態で歪ませてしまうと、送信時の相互変調特性の悪化が懸念されます。
データ通信モードで使う分には、下限周波数は 300 Hz ぐらいあれば、おそらく問題ないと思われます。
また現状のカップリングコンデンサの定数でも、300 Hz 程度の信号でしたら、
計算上は充分通過させることができるはずです。
なので、敢えてトランスは DC 直結する必要はないかと思い、カップリングコンデンサの
C32 と C37 はそのまま使うことにしました。

一方、TS-590 や TS-2000 の ACC2 端子の AF入力は、電圧を測ってみると
DC 電圧は掛かっておらず、DC カットされているようです。
インターフェース基板から出力する信号も コンデンサ C44 で DC カットしてしまうと、
インターフェース基板 ー リグ間を接続するケーブルの電位がフローティングとなり、よろしく無さそうです。
なので、C44 をショートして、インターフェース基板の出力信号を DC 直結で出力するように変更しました。

インターフェース基板の音声入力のインピーダンスは、100 kΩ (R25) としています。
これは、TS-590 や TS-2000 の ACC2 端子 AF出力のインピーダンスが 10 kΩ であり、
インターフェース基板の入力信号レベルをなるべく落とさないようにするためです。
R25 をもっと高くすれば、入力信号の減衰は減りますが、外乱ノイズに影響される懸念があるので、
取りあえず 100 kΩ で様子を見ることとしています。
(2020/6/7 追記)
TS-590 や TS-2000 のサービスマニュアルの回路図を見ると、ACC2 端子の AF 出力は
エミッタフォロワ出力であり、
低インピーダンスであることが解りました。
取扱説明書では、AF 出力の受け側 (外部の装置) のインピーダンスが 10 kΩ のときの振幅を
記載しているものと理解しました。
なので、インターフェース基板の音声入力インピーダンス R25 を 10 kΩ に変更しました。

 



この週末、出来上がった基板と TS-2000SX および TS-590S を組み合わせて、試験的に QSO してみました。

Ver.2 と比べて、ゲインはほとんど変えていないので、AF から入力するデータ通信モードに関しては、
リグ、PC、WSJT-X などの設定を、ほぼ Ver.2 と同じ条件で使うことができました。
WSJT-X から出力したテスト信号 (1500 Hz シングルトーン) をリグの送信モニターで聴いてみましたが、
AF 信号の歪みやノイズ、回り込みなどは特に感じられませんでした。
(普段の運用でも、TX MONI を ON にして ヘッドホンで送信音をモニタしています)
また、CW、RTTY も、問題なくキーイングすることを確認しました。
これで一応、全ての機能が特に問題なく動作することが確認できました。

 



今日は、7 MHz の FT8 で一時間ちょっと運用をしましたが、特にトラブルも無く、
調子よく QSO ができました。
交換したレポートも、いつもと同じような感触でしたので、たぶん問題ないと思います。

 


ということで、一応 デジタルモード用インターフェース Ver.3 の基板はこれで完成です。

最後に、Ver.2 と同じように基板の上下をアクリル板で鋏んで仕上げとしました。

20200315_0001


最終的な回路図は、以下のとおりです。
(図をクリックすると、多少大きく表示されると思います)

20200315_0002


ほとんど最初の回路のままで行けました。
ノイズ対策用に銅箔テープは貼りましたが、基板の配線パターンを切った貼ったする必要は無く、
割と見栄えも良くできてラッキーでした。


関連記事
デジタルモード用インターフェース Ver.3 (絶縁型) の製作 (その2)
デジタルモード用インターフェース Ver.3 (絶縁型) の製作 (その1)
絶縁型デジタルモード用インターフェースの製作準備が整いました

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無線(工作)」カテゴリの記事

コメント

初めまして。
wsjtxを始めようと、wsjtx用インターフェースをネットで検索したらJI3CSHさんのが
ヒットしました、良さそうなので、これは頒布はしていないんでしょうか。
とくにTS-2000も大丈夫いけそうなので、よろしくお願いいたします。

mikio terui様、はじめまして。
弊ブログをご覧いただきまして、ありがとうございます。
絶縁型ではありませんが、「デジタルモード用インターフェース Ver.2.5」であれば基板が一台余っておりますので、こちらをお譲りことはできます。如何でしょうか。
製作記事はこちらになります。
https://ji3csh.air-nifty.com/blog/2020/08/post-65b926.html

なお、「デジタルモード用インターフェース Ver.3 (絶縁型)」は、部品 (GL852G or GL850G) の入手性が良くないため、頒布は難しいと考えています。また、部品実装も手ハンダになりますので、大量のリピートは難しいです。
ご自身で部品手配から実装までなさるということであれば、余っている生基板を差し上げることは可能です。

どうぞよろしくお願いいたします。

ji3csh 様
早々の返信ありがとうございます。
こちらは絶縁型が希望ですが、パ-ツの入手が難しいようで、了解しました。
検討しましてお願いするときは、ここにUPしたいと思います。
ありがとうございました。

mikio terui 様
お返事いただきまして、ありがとうございます。
ご希望に沿えず、申し訳ございません。
また何かございましたら、ご相談いただけると幸いです。
今後とも、どうぞよろしくお願いいたします。

はじめまして 私も1本のUSBケーブルでFT8を実現させたいと思っておりましたところ、こちらのWebにたどり着いた者です。

ひとつ回路図のことで教えていただけませんでしょうか。
USBハブICの分配先(というのでしょうか?)のUSBバスにプルアップ抵抗がございますが、どのような目的で入れられているのでしょうか? 実はUSBの工作は初めてでして、勉強したい次第でございます。

前述のように私も同様の回路構成でインターフェースを作成しようとしており、プルアップ抵抗を付けるべきかどうか悩んでおり、ご意見伺いたい次第でございます。

よろしくお願いいたします。

HIROYUKI さん、こんにちは。
D+信号のプルアップ (1.5kΩ) ですが、USB のホスト側 (コントローラ) に対して USB 2.0 フルスピードで通信することを認識させるために必要です。プルアップ抵抗がなければ、ロースピードになってしまうと思います。
FT232RL はプルアップ抵抗が IC に内蔵されていますので、外付けプルアップは不要ですが、PCM2903 には内蔵されていませんので、外付けでプルアップ抵抗を付けました。
ご確認のほど、よろしくお願いします。

管理人さま お世話になります。
お忙しいなか、ご教示ありがとうございます。

USB2.0の認識のためなのですね。 そういう仕掛けがあったとは初めて知り、また特別な識別線を使わないようで関心しました。

実は自分もほぼ同様の構成(ただし、HUB-ICはFE1.1a)で組んでいるのですが、回路参考にさせていただき、プルアップしたところPCからHUB-IC自体が認識しなくなり、何故なのかな? という疑問が生じ、質問させていただきました。

使いなれない回路ですとなかなか難しいですね・・・

ブログ、これからも楽しみに拝見させていただきたいと思います。
今後ともよろしくお願いします。

度々すみません。 ↑の書き込みのHUB-IC ですが、FE1.1s でした。 失礼いたしました・・・

度々すみません。 ↑の書き込みのHUB-IC ですが、FE1.1s でした。 失礼いたしました・・・

HIROYUKI さん、こんばんは。
お返事ありがとうございます。
Hub ICはFE1.1sをお使いとのことですが、私も使ったことがあります。
絶縁型ではありませんが、インターフェースVer2.5が作例になりますので、何かご参考になれば幸いです。
https://ji3csh.air-nifty.com/blog/2020/08/post-65b926.html
貴局のインターフェース完成を期待しております。

お返事ありがとうございます。
FE1.1sの事例もあったのですね。 例のプルアップ抵抗はありませんが、まさに同じ回路です。
ですが、PCM2903を認識しない状況です。 Alixpressで買ったICだからなのか?
クロック回路がMEMS発振器でクロックレベルが足りないからなのか? など、無い頭を悩まし
てます・・・

参考にさせていただきます。 ありがとうございます。

HIROYUKI さん、こんばんは。
お返事ありがとうございます。
どうも上手くいかないようですね。コメントいただいた内容からすると、
①プルアップ抵抗を付けなければ、USB Hubは認識するがPCM2903は認識しない。
②プルアップ抵抗を付ければ、USB Hubも認識しなくなる。
ということでしょうか。
また、①のケースでは、USB Hubにぶら下がっているPCM2903以外のデバイスは認識できているのでしょうか。
もしそうであれば、USB Hubはちゃんと動作しているので、クロックが原因である可能性は低いように思われますね。
②の現象が起こることは、ちょっと考えにくいように思います。
手間が掛かりますが、一つ一つOK箇所/NG箇所を切り分けて、原因を絞り込んでいく必要がありそうですね。

お返事ありがとうございます。
はい、①と②の両方の現象です。 ご教示いただきました、USB2.0を諦め(②ですね)たとしても、PCM2903が認識しません。 FE1.1sにぶら下がっているのは、管理者様と同じ、FT232で、これは初めから認識しており、PTTの試験までいけております(LEDをつけての確認ですが)

以上より、下記の仮説をしており、
①FE1.1sは生きている。 or PCM2903につながるポートだけ故障?(プルアップ抵抗をつけたから? と最初
 思いましたが、認識させるための物とのことで、故障はないですね)
②PCM2903が故障している。(ただし、2つ目の新しい物に変えましたが症状かわらず。 全品不良品とは思えず)
③クロックのレベルが低い?(オシレータ電源は3.3Vなので、認識しないとすれば5V電源のFE1.1sだが・・・)

①と②は問題なさそうなので、③なのかな? と思っており、オシレータを別に分けてトライしようかと思っています。
実は単身赴任中で測定器も満足に持ってきていないので、やれることが限られており、トライ&エラー状態です(笑)

HIROYUKI さん、こんばんは。
お返事ありがとうございます。
そうですか。測定器が少ない中、手探りで原因追及は難しそうですね。
確認ですが、
・プルアップ抵抗は1.5kΩでしょうか (抵抗値は1.5kΩと決められているみたいです)。
・プルアップはD+のラインで間違いないでしょうか。
・プルアップの接続先は、3.3Vで間違いないでしょうか。
もし全て大丈夫であれば、PCM2903を外した状態でプルアップ抵抗だけ付けたらどうなるでしょうか。
これでUSB Hubが認識できなくなるようであれば (そんなはずは無いと思いたいですが)、プルアップ抵抗を付けたことが原因ですし、大丈夫であればPCM2903に何か原因があると考えられないでしょうか。
電源はUSBのBus powerでしょうか。USB2.0の供給能力は500mAですね。
PCM2903をフルスピードに設定すると消費電力が増え、供給能力が足りずBus powerが落ちているということも考えられないでしょうか。あくまでも、可能性の一つとして考えられることですが。

何度も何度もすみません。 コメント感謝いたします。
はい、プルアップの部分は3つのご質問の通りで接続しております。 最初、FE1.1s単品でテストしているときにこのページを見つけ、試しにプルアップ抵抗をつけたところ、一旦は認識するもののディスコネされた音がPCからして、認識されなくなりました。 抵抗を取ると元通り認識されました。

電源はUSBのバスパワーからとっております。 消費電力・・・ 電圧測ってみてみます。

ちなみに、PCM2903を一旦切り離し、PCの他のUSBポートにつなげてみましたが、認識しませんでした。(GND、クロックはFE1.1sと胸痛です) PCM2903がおかしいのか、クロックなのか、電源容量なのか・・・
まずあ電圧降下等していないか確認してみます。 あとは、FE1.1sにアクセスLEDつけて認識しているか? でしょうか。
前途多難です(笑)

アドバイス、感謝しております。 ありがとうございます。

HIROYUKI さん、こんばんは。
返事が遅くなり、申し訳ございません。
色々とご教示いただき、ありがとうございます。
考えつくことは既に試されておられるようなので、単純な問題では無さそうですね。
解決のお役に立てず、申し訳ございません。
でも何か原因はあるはずなので、一つ一つ地道に潰していけば、解決はするものと信じております。

ご丁寧にありがとうございます。
とんでもございません。 素人の質問に親身にご対応いただき感謝しております。

バスパワーを食いすぎということはなさそうでした。 残るはクロックかPCM2903デバイス本体かなと思い、早速オシレータを通販で注文しました。
これで動作しても「???」ですが、消去法でいきたいと思います。

よくも悪くも進捗ございましたら報告いたします。

HIROYUKI さん、こんばんは。
こちらこそ、ご丁寧にお返事いただきまして、ありがとうございます。
同じ趣味を持つ者同士、お互い様ということで....。
私も困ったときには皆さんに助けていただいておりますので。
私にとってもノウハウになるはずなので、進捗につきましては、是非お伺いできればと思います。
今後とも、どうぞよろしくお願いいたします。

経過報告です。
どこまで正常なのかの切り分けしてみました。 FE1.1sに市販のUSBデバイスを接続すると認識するので、FE1.1sは生きているようです。
PCM2903については、ダイレクトにUSBをPCの他のポートにつけてもダメなので、ここが怪しいようです。 クロックは関係なかった感じです。

やはりAliexpressで購入したPCM2903が原因そうですので、別なストアからPCM2903を購入し、到着まちです。
この類のデバイスですが、Aliexpressくらいしか扱っていなさそうなのが困りますよね・・・

最悪、USBオーディオデバイスのドングルを分解し、基板だけ組み込もうかとも思っています。 実はCM108も持っているのですが、数が少ないため、失敗したときを考えるとまだ踏み出せません。 Aitendoもこの類のデバイス、品切れですよね。

色々とアドバイスありがとうございます。
また進捗ありましたら簡単ですが報告させていただきますね。

HIROYUKI さん、こんばんは。
返事が遅くなりまして、申し訳ありません。
PCM2903が悪かった可能性が高いということですね。
私はDigikeyで購入しました。そこそこお値段は張りますが、TI社の正規販売代理店なので安心です。2021/11/26時点で少量ならまだ在庫はありそうな感じです。
世界的な半導体供給不足で、欲しい部品もなかなか手に入れづらくなっていますね。

簡単にインターフェースを構成するには、USBオーディオのドングル基板とUSBハブ基板を繋げば実現できると思います。
実用を重視するのであればこちらの方が賢明だと思いますが、回路やパターン設計やオリジナリティの付加を楽しみたいのであれば、やはりバラの部品から組んだ方が達成感がありますよね。
入手中の部品で上手く動作することを期待しております。

ご無沙汰しております。
あの後、PCM2903の周辺はデーターシート通りに、そしてUSBオーディオデバイスのドングルの中身の基板も組み込めるようにして基板を作り、昨日実装作業してみました。

やはりPCM2903が認識せず、もう挫折し、USBオーディオデバイスの基板を入れてしまいました。
何とかFT8は使えるようになりました。

クロック回りもクリスタルを使い、ここらへんは発振しているので、PCM2903のUSBバス回りの故障なのかもしれません。 USBの認識しないというのも、回路が間違っていなければできるとは思うのですが、これ以上デバイス購入するのもコストかかりますので・・・

結果オーライ(?)とします(笑)
色々と勉強させていただきました。 余裕があれば、PCM2906か、CM108で実験したみたいなとも思ってます。

HIROYUKI さん、こんばんは。
ご連絡ありがとうございます。
上手く行かなかったようで、残念です。
仰るとおり回路が間違っていなければ動作すると思いますので、原因が不明なのはスッキリしないです。
お役に立てず、申し訳ありませんでした。
ドングル基板で構成して完成したということで、取りあえずは実用上OKということですね。
また、FT8でQSOする機会がありましたら、よろしくお願いいたします。

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