何でも実習生の実習日誌

電子工作、模型スチームエンジン工作など、何でも工作が大好きです。
手持ちの工作機械は卓上ボール盤だけ、全て手作りです。

回路を変更しました。 - 130MHz帯超再生受信回路実験 -

2016-10-30 15:38:52 | 電子工作


2016/10/30(日曜日) 曇り


始めに組み立てた他励式回路は失敗してしまったようです。
自分で作っておいて「失敗してしまったようです」とは他人事のようでおかしいですが、
失敗だったかうまくいったのかが判然としないのです。
トランジスタ制御による断続発振がうまくいったのでダイオードを2個組み合わせた
倍電圧検波回路を組み込んでクリスタルイヤホンで超再生ノイズを確認しましたが
全くの無音状態で雑音も聞こえませんでした。
発振は断続しているけど「クエンチング発振」ではないのでは? と思って回路を
分解してしまったのです。
後で超再生1号機を調べてみたのですが、発振回路に繋がった検波部分にイヤホンを
繋いでも何も聞こえませんでした。 検波出力を1段増幅して小さな音でノイズが聞こえました。
やっぱり低周波2段増幅をしなくてはダメだったんですね。
ちょっと早とちりとした感じです。
しかし、いい加減なトランジスタ制御の断続発振は、ほんとに失敗だったかもしれません・・・


そこで今回はもう一度、断続発振とクエンチング発振の違いがどんなものなのか調べてみました。


40MHz(ラジコン電波)を受信できた超再生受信回路。(2016年9月頃)


その回路図。



回路は自励式クエンチング発振方式でその波形はこんなものでした。

ブロッキング発振でベース電位が上がっていくと、ピーク付近でコルピッツ発振が開始される。
これが「クエンチング発振」なんだろう。







新しく作り直している超再生回路は他励式でこんな回路図です。


(1) コルピッツ発振回路にマルチバイブレータで発生したパルスを送り込んでバイアス電流を変化させて
     発振を断続させる。(つもりでしたが、これはうまくいきませんでした)



(2) 今度はエミッタ回路にトランジスタを入れてそのオン、オフ抵抗値で発振させたり停止させたりする。


この回路はうまくいきました。
発振はきれいに断続ができていました。
しかし、その後、ダイオード検波回路をつけてイヤホンで超再生ノイズを聞きましたが全然音がしないので
「失敗」と思って回路を分解してしまいました。


(3) これは発振トランジスタのベース電流を制御して断続発振させる方式です。
    これなら自励式クエンチングに近いと思ってこの回路にしてみました。




この回路もきれいに断続発振ができました。
ただあまりにもすぱっ、と断続されるので「クエンチング(徐々に発振状態に入り、やがて発振が消滅する)」とは
ほど遠いような気がしてしまいました。


その波形は次のようなものです。

(A) パルス(矩形波)で断続を制御する。
(B) サイン波で断続を制御する。

テストの様子。




パルス(矩形波)を加えて発振を断続させる。 パルスが「0」レベルで発振が開始される。
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こんな平坦な発振で良いのだろうか? 
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先端部分を拡大してみるとなだらかに上昇しているのだが。
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州端部もなだらかに終わっている。
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果たしてこれで「クエンチング発振」の効果はでるのかが心配です。


次は(B)のサイン波形で発振を断続させる方式の実験です。


サイン波形の「谷」の部分で発振が開始される。
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パルスでもサイン波でもコルピッツ発振の断続の様子は大した差はないように見えます。
ただ、サイン波の場合は発振周波数を変えるのが大変かな?と思います。
マルチバイブレータなら出力も大きいし、周波数やオン、オフ比率(Duty)を調整するのも
簡単だと思います。


そのテストの様子を動画でご覧ください。


(A) パルス(矩形波)で発振を断続させる実験。



(B) サイン波で発振を断続させる実験。



この実験ではコルピッツ発振回路の発振を断続させることができました。
しかし、この断続が「クエンチング発振」なのか、単なる発振の断続なのかがわかりません。
やっぱり回路を最後まで(検波・増幅回路)工作して電波を受信してみなくてはなりませんね。


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他励式クエンチング超再生受信回路実験

2016-10-28 19:32:45 | 電子工作


2016/10/28(金曜日) 雨


130MHz帯の増幅回路が一応作動するようになった。
作動するといったって増幅度はわずか5倍足らずだが・・・・・・・




そこで以前工作した130MHz帯を受信する超再生受信回路と組み合わせて
その効果を調べてみた。




ザー、ザー、という超再生ノイズが聞こえるばかりで放送は聞こえない。
根気よく電波を探ると地上コントロール局と航空機との通信が聞こえてきた。
でもすぐ聞こえなくなってしまう。
同調がずれるのか?
それにしても、以前の方が良く聞こえたような気がする。
超再生受信回路も具合が悪いのかもしれない。

この際、超再生回路も他励式クエンチングで作り直すことにした。
基板は工作友人のブログに載っていた「生基板・細切れランド張付け方式」を真似してみた。
工作友人は細切れランドを瞬間接着剤で貼り付けているそうだがオイらは両面テープで
貼り付けることにした。
これなら回路誤りがあったときに細切れランドを取り外せるだろう。


今回はウェブサイトにアップされていた諸先輩方の記事や回路図を参考にしてエミッタ接地回路の「正帰還型」
発振回路方式にしてみた。



正帰還型なので同調コイルと帰還コイル(再生コイル)がある。
正帰還(再生作用)で発振させて、別回路のマルチバイブレータからのパルスで発振を断続させて
クエンチング発振状態にするようになっているのだが・・・・・・






ところがこの正帰還(再生)発振回路は全然発振してくれない。
コイルの巻方向を変えたり、バイアス電流を増減したりしてみたがダメだった。
発振して欲しくないときはやたらと発振するくせに、発振させようとすると全然発振してくれない。
どうなってるんだ! 責任者、出てこい!(あっ、オイらが責任者だったよ・・・)



やっぱり前回の超再生回路のようなコルピッツ型に変更した。
細切れランドを全部外してやり直した。



コルピッツ型の発振回路はたやすく発振させることができた。
しかし今度はそれを断続することができない。
この回路は発振トランジスタのバイアス回路にマルチバイブレータのパルスを加えて
ベース電流をコントロールして(多く流して飽和状態にして増幅度を下げて)発振を
停止させるようにしている。
ところがそれがなかなかそのようにはいかない。
常に発振状態のままだ。
あれこれ回路定数を変えてみたが発振しないか発振するかの状態にしかできなかった。

そこでバイアス電流でコントロールすることはやめてエミッタ回路にトランジスタを入れて
パルスでON、OFFするようにしてみた。
これはうまくいった。
パルスどおり、発振は断続されるようになった。

エミッタ回路のトランジスタをマルチバイブレータのパルスでオン、オフするようにした。



コルピッツ回路の発振出力と、それを断続するマルチバイブレータのパルス。



パルスの出たところだけ発振している。



拡大してみる。



断続パルスの周波数は50KHzぐらいだがこれで良いのかどうかはわからない。(20KHz以上ならいいのかな)
今度は他励式だからこの辺の調整はやりやすいだろう。
波形(クエンチング波形?)も安定していてきれいだ。
今度こそはちゃーんと聞こえるだろう。

(どうだかねぇ・・・・)



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130MHz帯増幅回路実験 - 発振を何とか抑え込んだ -

2016-10-27 12:52:35 | 電子工作


2016/10/26(水曜日) 晴れ


130MHz帯増幅回路実験をしているが回路が発振を起こして増幅どころではない。
この発振が原因かどうかはわからないが、使っているトランジスタのhfe(電流増幅率)が
低下してしまうことが度々起こって10個あったトランジスタも残り2個になってしまった。
コイルの向きを変えたり、タップを変えたり、ブリキ板で遮蔽したりしたが全然効果はない。
工作友人から「トランジション周波数が低いトランジスタに換えると良い」というアドバイスを
受けた。 ちょうどそういう感じでトランジスタを注文していたので配送が待たれたが、
何かの手違いで注文から3日経って今日それが届いた。





同調回路のトリマ・コンデンサは雲母を誘電体にしたネジで締め付けて容量を調節する古いジャンク品で
微妙な調節はできないものだった。
そこで新しいトリマ・コンデンサを入手した。 ジャンク品を活用するのがモットーだったけど仕方がない。



このトリマ・コンデンサは微小な容量で調節できるので巻き数を多くしたコイルに交換した。
トランジスタもC3355(fT 7GHz)からC1923(fT 0.55GHz)に換えた。



バイアス電流値を調整してテスト開始。





今度のトリマ・コンデンサは調整がスムーズにできる。
それにとても小さい。(小さすぎて扱いにくい面もある。)
入力側。出力側の同調を合わせると増幅度も上がっていく。
増幅度は大体5~10倍ぐらいだ。
発振は起きない。

その様子を動画でご覧ください。





PCオシロスコープには「FFT(Fast Fourier Transform)」という機能がある。
どんなものだか動かしてみた。
テストする信号の周波数成分を分析して表示するみたいだ。
説明を読んでもちんぷんかんぷんだが何か面白そうだ。


FFTの動きの様子を動画でご覧ください。




いろいろ苦心して実験をしているが、こんないい加減な測定方法では、これが本当に増幅しているのかどうかは
わからない。
実際に受信回路に接続して効果を確かめなくっちゃね。




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トランジスタが2個だけになってしまった

2016-10-23 19:35:14 | 電子工作


2016/10/19(水曜日) 晴れ


エミッタ接地回路の130MHz増幅回路の実験をしているが発振状態になってしまい、
増幅どころではない状態だ。
コイルの向きを変えたり、接続を変えたりしてもダメだ。
薄いブリキ板(お菓子が入っていた空き缶)を切り取ってそれで遮蔽しても効果はない。
根本的な問題があるんだろう。
ところが、こういう状態を続けているとトランジスタが不良になってしまう。
コレクタ電流(絶対最大定格は100mA)がオーバーしないように常にコレクタ電流を
確認しながら実験をしているのだが、どうしてだろう。


強烈に発振している。



薄鉄板(ブリキ板)で遮蔽しても全然効果がない。





トランジスタを取り外してチェックしてみるとhfe(直流電流増幅率)が18しかない。



新品(正常なトランジスタ)は150ぐらいある。(標準は120)



高周波増幅実験を始めるときに購入したトランジスタ10個は残り2個になってしまった。



どこか根本的な誤りがあるんだろう。
それにしても実験を続けるにはトランジスタが2個だけとは情けない。
急いで追加注文しなくっちゃ・・・・・
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役立つ工作もしています

2016-10-19 11:13:46 | その他

2016/10/18(火曜日) 晴れ


今から7年に作った縁台(濡縁)の脚が傷んでしまった。
思えばずいぶん前のことだがここに入居したとき(1981年1月)の初代の濡縁は
激しく傷んだので取り壊して新しく作ったものだ。
その2代目の縁台の脚が傷んでしまったのだ。

何でわずか7年ぐらいで傷んでしまったのか・・・・ それには理由がある。
2代目濡縁を作るときに脚にする角材は初代のものを流用したからだ。
その材料はまだきれいで強度も十分だったので流用したのだが、やっぱり傷んでいたんだ。


入居のとき(昭和56年(1981)1月)から使っていた濡縁。 長年風雨に曝されて傷んでしまった。



2009年2月、それを取り外して二代目の濡縁を工作した。



初めての本格的な木工。 悪戦苦闘の末、縁台を作った。



二代目濡縁。 この後、塗装をしたがこれまた悪戦苦闘。 塗装は大嫌いになってしまった。



その二代目も7年が経って脚が傷んできた。
外見上は何ともないのだが、内部が腐ってしまったのだ。
手で触ってみるとぶわぶわの部分がある。
このまま放置すると人間が座った重みで崩れるかもしれない。
7年前の工作の時、脚も新しい材料で作っておけばこんなことにはならなかっただろう。

「後悔先に立たず」

今更悔やんでもしようがない。
修理するっきゃない。

二代目を取り外して分解した。



取り外した脚。 一番奥の脚はどうしても外せない。 幸いこの脚はまだしっかりしていて大丈夫だ。



新しい脚を取り付けた。



新しい脚。 材料を2枚重ねてボルトで固定して太い脚にした。



台枠と簀の子は分離できるようになっている。(運搬が楽なように工夫した)



修理が完了した二代目濡縁。 これで安心して二人で座れる。



この濡縁はこれから重宝する。
小春日和には老夫婦二人で座ってお茶を飲んだりする。

毎日くだらない工作ばかりしている実習生もたまには役立つ工作もするんですよ・・・
ところで「小春日和」っていう言葉をご存知ですよね。

「そんなの知ってるよ、早春のちょっと暖かい日のことだろう」

いいえ、それは間違いです。 

正しくは「晩秋から初冬にかけての春のように暖かい晴れた日のこと」を言うのです。

この「小春日和」は誤用が多い言葉だそうです。
確かに「春の季節は正に春」で小春ではないですからね。
日本語ってすばらしいなぁ・・・・・



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