スペクトラムらしきものが現れてきた

２０１９／０５／２９（水曜日）　曇り


今日は前回と同じような実験だが機器と機器とをコネクタ付きのケーブルで接続してノイズが入らないようにしてみた。





恐る恐る電源を投入した。

おっ、検波出力が出ている！！！




今度はうまくいったみたいだ。
テストオシレータのダイヤルを回すと、検波出力の表示位置が変化する。
電源をＯＦＦにすると出力は消える。
その消え方もスペアナみたいだ。
この出力はテストオシレータのものに違いない。

なーんだ、基本通りにテストオシレータで確認すれば良かったんだ。
やっぱり実験は基本が大切だ。

そんなテストの様子を動画でご覧ください。




やっとここまできた。
バリキャップによる同調回路の実験、鋸歯状波の発生回路の実験、１０.７ＭＨｚ中間周波増幅回路工作・・・
そのほか何だかんだ、試行錯誤を繰り返して１年ぐらい経つかな？
よく投げ出さずに来たもんだ。
さぁ、明日も頑張って実験するぞ・・・・

エアバンド、スキャン受信失敗の要因はこれかも？？？

２０１９／０５／２８（火曜日）　曇り


昨日、スイープＶＦＯを局発（ＬＯＣ）にしてローカルにある基地と自衛隊機の交信を受信してみた。
基地と自衛隊機の交信は何チャンネルかの周波数で行われている。
どのチャネルが使われているかは受信してみないとわからない。
そこでその周波数範囲をスキャンして電波の状況を見てみようとスキャナーもどきの受信機を作ってみようと実験を始めた。
そのスキャナーもどきができたので実際の電波をスキャンしてみた・・・・・

ところが電波は出ているのに受信機はスキャン検出しない。
どうしてだろう？

受信電波とＶＦＯ（ＬＯＣ）の周波数関係で１０.７ＭＨｚの信号が生成されれば検波っ出力が現れるはずだったが・・・


いろいろ試行錯誤したがエアバンド電波は受信（検出）できなかった。

そこで今日はテストオシレータの信号を使って確認してみた。
本来はこの実験を最初にしなくてはならないのにいきなり実際の電波で実験したのは大きな誤りだった。（反省・・・）



ＶＦＯ（ＬＯＣ）の周波数を調整するとテストオシレータの３２０ＭＨｚ（７５０Ｈｚの変調波）を受信した。



あれこれ実験しているとこんなノイズだらけの信号になってしまった。



アンテナの位置を変えると検波出力は大きく変化する。
こんな状況では正常な実験はできなかったのかもしれない。


その様子を動画でご覧ください。




今度は信号の伝達はケーブル（コード？）を使ってやってみよう。
ケーブルで接続すると入力オーバーになるかもしれないがやってみないとわからない。

スイープ局発で実際の電波を受信してみたけど・・・・・・

２０１９／０５／２７（月曜日）　晴れ


鋸歯状波で発振周波数を変化させるＶＦＯができあがった。
発振出力をＳＤＲドングルで受信してＨＤＳＤＲ等でその波形を観測してみたが
これでうまく電波を受信できるかは実際の電波を受信してみなくてはわからない。
今日は月曜日だからローカルの基地と自衛隊機との交信が行われるはずだ。


こんな構成で受信実験してみた。



実験の様子。



この受信機は通常のＬＯＣでは今までの実験で今日の実験受信するエアバンドは正常に聞こえた。
今日はそのＬＯＣを鋸歯状波でスイープ発振させてある範囲内に電波をスイープして受信してみるというわけだ。
別の受信機（オールバンドのＰＣレシーバー）で電波の状態をワッチした。
やがて基地と自衛隊機との交信が始まった。
このチャンネルは自衛隊機をレーダで誘導しているときの交信みたいで結構長時間電波が放射される。
受信実験には都合がいい。
果たして受信結果は・・・・・・

ところが結果は残念、見事に失敗だった・・・・・
ＶＦＯを固定した電圧で発振させて局発（ＬＯＣ）として周波数変換した場合は正常に受信できるが
鋸歯状波でスイープ発振させた局発では受信できない。

そんな実験の様子を動画でごらんください。




こんな難しい（オイらにとっては）実験がそう簡単にうまくいくはずがない。
受信機の検波出力だってノイズだらけ・・・
ちゃーんとテストオシレータを使って実験しなくっちゃダメだ。
もう一度やり直そう。

ＵＨＦ・ＶＦＯをスイープ発振させてみた

２０１９／０５／２４（金曜日）　晴れ


鋸歯状波発生回路は何とか目的どおり動作するようになった。
そこでこの鋸歯状波をＵＨＦ・ＶＦＯのバリキャップに加えてスイープ発振をさせる実験をしてみた。
発振出力はＳＤＲドングルで受信してＨＤＳＤＲのスペクトラム表示窓で確認した。





鋸歯状波発生回路の設定はこんなものです。
バイアス電圧２Ｖ、ピーク電圧は４Ｖでスイープ範囲は２７０ＭＨｚ～３００ＭＨｚになる。（はずですが・・・）



ＨＤＳＤＲで表示されたスペクトラム。　
２７０ＭＨｚ付近から飛び飛びのスペクトラムが表示された。（３００ＭＨｚ付近まで確認された。）



バイアス電圧を上げて高い周波数でスイープ発振させてみた。


その実験の様子を動画でごらんください。





実験では何となくスイープ発振らしい事象が確認できたが果たして本当にスイープ発振しているかどうかは
わからない。
実際にこのスイープ発振を局発（ＬＯＣ）にして本物の電波をスイープ受信してみなくてはうまくいったか
どうかはわからない。

パルス発生回路を組み込み

２０１９／０５／２２（水曜日）　晴


やっと鋸歯状波を発生させることができた。
次はこの鋸歯状波をＵＨＦ／ＶＦＯのバリキャップに加えてスイープ発振させる実験だ。
でもその前にカウントパルス（クロックパルス）を組み込まなくっちゃ・・・

今までの実験は大分以前に工作した「ＰＵＬＳＥ　ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ」なんていうものを使って
カウントパルスを入力していたがちょっと大げさで狭い机の上が余計に狭くなってしまう。

今は“５５５”というＩＣがあるので小形の周波数可変パルス発生器が簡単に工作できる。
それに値段も数十円で買えるほど安い。




工作した鋸歯状波発生器の空きスペースにパルス発生回路を組み込んだ。

回路はこんなもの。　
発振周波数範囲を広く変化させられるようにコンデンサを組み合わせるスイッチを設けた。


基板の空きスペースに取り付けたＩＣ．


裏面の配線。


テスト。　今度はこの基板だけでテストできる。（図体の大きなパルスゼネレータは不要になった。）


さぁ、いよいよスイープ発振の実験だ。
最初は低目の周波数で、スイープ範囲も狭い方が良い。
いろいろ設定を変えてスイープ発振の実験に合う鋸歯状波を発生させてみた。




バリキャップの逆バイアス電圧－発振周波数グラフから大体２８０ＭＨｚから３００ＭＨｚぐらいが
発振されるはずだ。
スイープ周期も１秒間に７回ぐらいと低目だ。




果たして思うとおりにスイープ発振してくれるだろうか？
それはやってみなくっちゃわからない・・・・・・

ゲートＩＣを追加取り付けした

２０１９／０５／１９（日曜日）　晴れ


ローカルにある自衛隊基地と上空を飛行する自衛隊機との交信を聞いてみようといろいろ実験をしている。
オールバンドのＰＣレシーバーやＳＤＲドングル、自作の受信機などで何とか受信はできる。
この基地と自衛隊機の交信はいくつかのチャンネルがあってどのチャンネルで交信しているのかは、
電波を受信してみなくてはわからない。
そこで、それらのチャンネル範囲を自動的にスキャンして電波の有無を確認する受信機（スキャナー）を
作ろうと思っている。
それには先ず、受信したい範囲を中間周波数に変換するためのスイープ局発？が必要だ。
ＬＣ発信のコルピッツ発振回路をバリキャップに置き換えて鋸歯状波を加えてスイープ発振させる方式だ。
この回路は仮に手動で可変抵抗器を動作して複数のチャンネルを受信することはできた。


抵抗ラダー回路（鋸歯状波発生回路）


カウンタ回路


カウント開始、カウント数リロード回路。
頭の中で考えたときはうまく動作するはずだったのだが、テストしてみたら動作不良で
回路追加しなくてはならない。（赤い部分の回路）



回路追加でゲートＩＣ（４ＮＡＮＤ）を取り付けなくてはならない。
だけど基板にはＩＣを取り付けるスペースはない。
別の基板にはスペースがあるのだがそこに取り付けると基板間を接続するワイヤーを張らなくてはならず、面倒だ。

カウントを開始する数値と終了数値を設定するスイッチ基板の下部が空いている。
この基板の下にＩＣを取り付けることにした。


スイッチ基板を取り外した。


やっつけ仕事で工作したので配線はいい加減だ。　ちょっと触るとハンダ付けが外れてしまう。



ＩＣソケットを取り付けた。



ＩＣを挿入して基板を元に戻す。　基板の取り付け位置が高くなってしまったが仕方がない。



追加回路の配線。



動作の確認テスト。



今度はうまくいくだろう・・・・・と期待を込めてテストしたがうまくいかない。
何でだろう？

調べていくと・・・・・断線が！！！



もともとはワイヤーラッピングで巻き付けて配線していたのだが、テストのときにいろいろ不具合が見つかって
配線を取り外したり付け直したりでハンダ付けに変更してしまったところがあちこちにある。
その時の作業がいい加減だったのでそれが今頃、問題になってしまった。

あぁーぁ、作業は丁寧にやらないとだめだなぁ（しみじみ）

鋸歯状波発生回路の点検

２０１９／０５／１８（土曜日）　晴れ


バリキャップで発振周波数を変化させるＵＨＦ・ＶＦＯが出来上がった。
このＶＦＯを局発（ＬＯＣ）にしてＵＨＦ帯（３２０ＭＨｚ付近）のエアーバンドを受信して
テストした結果はまずまずだった。
発振周波数はバリキャップに加える逆バイアス電圧を０Ｖ～１７Ｖに変化させるた場合は
２２２ＭＨｚ～３８５ＭＨｚの範囲を発振する。
このバリキャップに鋸歯状波の逆バイアス電圧を加えればスイープ発振器になるはずだ。

以前、こんな目的のために鋸歯状波発振回路を工作した。
当時はＵＨＦ発振回路は失敗ばかりでＶＨＦ発振回路でテストしていた。
２０１８年の１０月頃のことだった。

その後ＵＨＦ発振回路も何とか組み立ててやっとバリキャップ・ＵＨＦ・ＶＦＯが出来上がったが
ここまではかなり時間がかかってしまった。
もう半年以上が過ぎていることになる。
鋸歯状波発振回路も正常に動くかどうか怪しいものだ。





やっぱりダメだ。　動作が不安定だ。
前のテストのときも思った通りの動きにはなっていなかった。
そこでもう一度問題点を洗い出した。

回路はデジタル回路用ユニバーサル基板２枚に組んである。　
それにカウンタをコントロールする数値をセットするスイッチ等を取り付けた基板が取り付けてあり、
それら基板を接続するワイヤーが張り巡らされていて点検はとても面倒だ。






端子に接続したワイヤーが外れかかっていた。
その他の配線もごちゃごちゃで汚くて点検もし難い。





一応カウンタ回路は動作するようになった・・・しかし問題が見つかった。



このカウンタ回路は指定したカウント数から計数を開始して設定したカウント数に達すると再び
指定したカウント数からカウントをし直すという動作を繰り返すようになっている。
これはカウンタからの出力で発生させる鋸歯状波の開始電圧（発振開始電圧）と最高電圧を制御
できるようにするための回路だ。
頭の中で考えたときはうまくいくはずだったんだけど実際に組んでみるとおかしな動作をしてしまう。
それを解決するにはロジックＩＣ（２ＮＡＮＤ ４回路）が１個必要になる。




しかし、この回路の基板にはＩＣを取り付けるスペースがない。
他の基板にはスペースがあるが、ここに取り付けると基板間での配線が必要になり面倒だ。
何とか工夫してＩＣを取り付けることにしよう。

バリキャップのＶＦＯでＵＨＦ・エアバンド受信を受信できた

２０１９／０５／１３（月曜日）　曇り


バリキャップで周波巣を変化させるＵＨＦ・ＶＦＯが出来上がった。
そのＶＦＯをＬＯＣにして、ＵＨＦエアバンドを受信してみた。


ＵＨＦ・ＶＦＯの回路はこんなものです。



発振出力のスペクトラムはかなり強力だ。　
立ち上がりも急峻になった。



ダイヤル目盛も記入して一応完成とした。



さぁ、実際のＵＨＦ・エアーバンドを受信してみよう。






何とかバリキャップで周波数を変化させるＶＦＯができあがった。
次はこの周波数変化を鋸歯状波でスイープする実験だ。　ガンバローっと・・・・・

鋭いスペクトラムを出すのに一苦労

２０１９／０５／１１（土曜日）　晴れ


ＬＣ発振回路（コルピッツ）のＣ（バリコン）をバリキャップに置き換えて鋸歯状波による
スイープ発振をさせてみようと思っている。
あーでもない、こーでもない、と試行錯誤を繰り返して何とかスイープ発振をさせる段階まできた。
しかし、発振回路の動作は不安定で「昨日はうまくいったのに、今日はダメ・・・」というような塩梅（あんばい）で
同じような実験ばかり繰り返している。

発振回路の動作確認には簡易スペアナ（ＮＷＴ４０００）、ＲＴＬＳＤＲ　 Sｃａｎｎｅｒ、ＨＤＳＤＲなどを
使って波形を観測して行っている。
ＮＷＴ４０００はスキャンはそれなりの速さで具合が良いが、あちこちにイメージが表示されて混乱するし、
ＲＴＬＳＤＲ　 Sｃａｎｎｅｒはイメージ表示は少ないがスキャンにとても時間がかかってしまう。
ＨＤＳＤＲはリアルタイムでスペクトラムが観測できるがバンド幅が３ＭＨｚ（最大）しか表示できない。
結局この３つを同時に使って何とか動作確認を行っているわけだ。

この複数の波形観測を行うために今までは３個の小型アンテナで放射（電波？）を送受信していたが、今度は４個のアンテナが
必要になってしまう。（発振回路（送信アンテナ）、ＮＷＴ４０００（受信アンテナ）、ＲＴＬＳＤＲ　 Sｃａｎｎｅｒ（受信）
ＨＤＳＤＲ（受信）の４アンテナ）
手持ちの小型アンテナは３個（ＳＤＲドングル（３個）を購入したときの付属品）しかない。

そこで今回は簡易な分配器を作って同軸ケーブルで接続するようにしてみた。
これはこれで具合が良い。
アンテナ結合では机の周りのノイズが入り乱れて測定とは程遠い状況であるが、同軸ケーブルでの結合はそれが防げる・・・




スペクトラムを確認するとさっきまで見えていた信号が出てこない。
あれっ、と思って結合しているケーブルを動かしてみるとスペクトラムが出たり消えたりする。



結合に使う同軸ケーブルには５０Ｃｍ、３５ｃｍ、３０ｃｍの長さのものがある。
この長さの違いでもスペクトラムの出方が変化してしまう。



これはケーブルの具合で発振回路の動作が不安定になっているんだろう。
（発振出力を同調コイルのタップから直接取り出している。）
よーし、発振回路の後にバッファを入れてみよう。


エミッタフォロワーをバッファにして出力を取り出すようにする。


今までの基板では小さいので新しく作り直した。（部品は流用です）



基板出来上がり。　実験開始。



スペクトラムは強くなったみたいだ。　しかし・・・・・・



ＨＤＳＤＲで見てみるとこんなに幅が広い。



以前の実験でもスペクトラムの幅が広がって原因追及に苦心したことがある。
原因はバリキャップに加える逆バイアス電圧（電源）のノイズの影響だった。
今回もその辺が影響しているかのか・・・と調べてみた。

バリキャップの逆バイアス電源を乾電池（００６Ｐ　９Ｖ）にしてみた。
しかし依然としてスペクトラムは幅が広いままだ。


バリキャップを交換してみた。　しかし状況は変わらない。



どうしたんだろう・・・・・・
試しにパスコンを追加してみた。



おぉーっ、鋭いスペクトラムが出てきた！







原因はパスコンの不足だったみたいだ。


追加したパスコンはこんな感じです。


何とかここまで来た。
明日は日曜日だから自衛隊もお休みだ。
月曜日にＵＨＦエアバンドを受信してみよう。

ＵＨＦ発振回路のスプリアス確認

２０１９／０５／０７（火曜日）　曇り


最近は２００ＭＨｚ～４００ＭＨｚぐらいの自励発振回路が組み立てられるようになった。
切り張りランド式の回路基板の効果が大きいかもしれない。
ランドはホットグルーをハンダ鏝で熱して溶かして接着している。
溶けたホットグルーはあちこちに流れて基板は汚くなってしまうが、熱すれば溶けて張り付けたランドは
自由に移動することができるので実験回路を組み立てるには便利だ。

それに測定器も以前よりも充実した。（というほどでもないが）
今まではＧＤＭで発振出力の有無ぐらいは確認できたがスペクトラムを確認するなんて夢のまた夢だった。
今はＳＤＲドングルとアプリケーション（ＳＤＲ＃とかＨＤＳＤＲ）で発振出力を目で確認できるようになった。
更に簡易スペアナ（ＮＷＴ４０００）で広範囲のスペクトラムも確認できる。
そしてＳＤＲドングルと組み合わせたＲＴＬＳＤＲ　Ｓｃａｎｎｅｒでの確認もできるようになった。

発振出力を目視で確認できると工作の楽しさも格別だ。
そんなわけで今日も発信回路を組んではバラすを繰り返しているが、ちょっと疑問なことが見付かった。

簡易スペアナ（ＮＷＹ４０００）の測定ではスプリアスと思われる波形が沢山表示される。
しかし、同時に測定している　ＲＴＬＳＤＲ　Ｓｃａｎｎｅｒ　の出力はそれほどでもない。
そこで、そのスプリアス信号を　ＳＤＲドングルで受信して確認してみる実験をした。


実験構成。　ＲＴＬＳＤＲ　 SｃａｎｎｅｒとＳＤＲ＃は同一ＰＣで動作させると互いに干渉して波形が乱れる。



実験の様子。


機器の結合は今まではドングルに付属していた小さなアンテナで電波を送信したり受信したりしていたが
今回の実験ではアンテナが４本も必要になることや（手持ちは３本しかない）、アンテナの位置によって
信号強度が変化したり、付近のノイズが入ったりするので、簡易な分配器を工作して使用してみた。

入力信号を３つの出力に分配するがインピーダンス整合などの高等なことは考慮していない。
ドングルへの過大入力を防ぐために約１０ｄＢのＡＴＴが入っている。（いい加減なもの）　



ＵＨＦ発振回路が発振している基本波は２７５ＭＨＺ（のはずです）。
ＮＷＴ４０００のスペクトラムでは６本ぐらい見えるが、ＲＴＬＳＤＲ　 Sｃａｎｎｅｒでは３本ぐらい。



其スペクトラムに相当する周波数をＳＤＲドングルとＨＤＳＤＲで受信してみた。


基本波（２７５ＭＨｚ）を受信。



すぐ隣の２９０ＭＨｚを受信してみるが、シグナルは見つからない。
上下の範囲を探してみるが検出できなかった。



上位周波数の３０６ＭＨｚにはスペクトラムが確認できた。



さらに上の小さな出力の３４０ＭＨｚを受信してみるとスペクトラムが確認できた。



基本波より下位の２４１ＭＨｚを受信してみる。　スペクトラムは出ている。



さらに下の２０４ＭＨｚではスペクトラムは見つからない。




３０６ＭＨｚ付近ではこんなごちゃごちゃスペクトラムが表示されるし・・・・・・



２９９．３８ＭＨｚではすっきりした波形が得られるし・・・・・



実験中のＵＨＦ発振回路はきれいなスペクトラムが出ると思うと、ちょっと周波数をずらすと
ガシャガシャとしたスペクトラムになってしまう。

結局のところこんな測定は意味がない・・・・・ということだろうか？
（ただ、波形を見るのは面白いけどね。）
早いところ回路を組み上げて実際の電波を受信してみようっと・・・・