IC-9700周波数ドリフト改善計画（完）

　今年3月10日、430MHz帯でのEMEによるUA3PTW/HB9Q/DL7APVらとの1stQSOに手子摺った経験から、IC-9700の周波数ドリフトを何とか改善しないといけないという念に駆られ、OCXOを接続したり、GNSSDOを製作したりと色んなことをしてきましたが、次のような対策により、これにて一件落着！ということにしたいと思います。

・LEO BODNARのインジェクションボード

・DF9NPのPLLボード

・amazonで購入した5-3000MHz　20dBの広帯域アンプ

・OCXOを用いた自作のGNSSDO　10MHz　正弦波出力　2Vp-p（オープン時）/1Vp-p（50Ω終端時）

　広帯域アンプはゲイン20dB、P1dB 20dBmという仕様でしたが、PLLボードの出力を加えた時6dBのゲインしか得られませんでした。しかし、この組み合わせでJT65Bにより1分間隔で連続してCQを連続送信という条件においても、周波数ドリフトが改善されることが確認できました。（ちなみに、広帯域アンプの周波数特性をVNA UHFを使って測定したところ、30MHzから800MHzの範囲で20dB前後のゲインを有していることが確認できました。P1dBについては評価できていません。）

　この評価結果を受けて、PLLボード、広帯域アンプ、インジェクションボードをIC-9700のケース内に組み込みました。広帯域アンプは、PLLボードの半田面に、弾力のある厚手の両面テープで接着し、電源(DC5V)はPLLボードからもらいました。変に色々付くと重くなるだけなので、広帯域アンプに付属していたSMAコネクタは取り外して、同軸ケーブルを直接半田付けしました。IC-9700内部の様子とPLLボードの半田面および部品面の写真を示します。

 

 

　5月から9月の間は、農作業や鮎釣りなどにより中断していたので、着手してから半年以上かかってしまいました。しかし、あくまでも趣味なので全く問題ありません。満足のいく結果が得られれば、それでいいのです。

 

柿とり

　昨日の夕方から、我が家の周辺に野猿の群れが来ています。どうやら柿がお目当てのようです。今年は生り年のようで、鈴なりに実がついています。朝6時前の暗い時間に起きて、柿の樹の近くに刈ったままにしていた草を集めて火を焚きました。いつか刈った草を燃すなどして処分しなければならないと思っていたところでした。火を付ける前には、近くで鳴き声がしていましたが、遠くに去っていったようです。

　野猿が来たということもありますが、収穫の時期なので柿をとることにしました。一番山に近い西条柿からはじめて、無線小屋脇の愛宕柿を収穫しました。愛宕柿の本当に鈴なりで、かつてない位多くの実をつけています。その分、実の大きさは小振りですが仕方ありません。三脚と高枝切鋏を駆使してとれるだけのとりました。採った柿は干し柿にするのですが、皮を剥くのは母の仕事です。全部の皮を剥いて吊るすことができたら、また残りの柿を採ることにします。

DF9NPのPLL出力に広帯域アンプを接続してみた

　IC-9700の周波数ドリフトを改善するためにDF9NPのPLLで49.152MHzを生成して、LEO BODNARのインジェクションボードに注入していますが、PLLボードの出力が弱いために期待通りの動作をしていません。

　ディスクリート部品（トランジスタ＆LCR）で50mW程度のパワーアンプを作れば良さそうなものですが、あまり経験もなく、部品を手配したりコイルを巻いたりするのが面倒です。そこで、amazonで受信用とは知りつつも1500円程の価格の安さに誘惑されて、次のような仕様の広帯域アンプを購入しました。

　　　5-3500MHzの広い周波数範囲
　　　+20dBm @ 1dBPの広いダイナミックレンジ
　　　利得が20dB（typ）、小雑音指数が1.3dB（typ)

　早速、PLLの出力に接続して、出力を50Ω終端してデジタルオシロで電圧を測定してみたところ、3.0Vp-p(13.5dBm)でした。アンプを接続せずに、PLL出力で同様に電圧測定すると1.5Vp-p(7.5dBm)なので、アンプのゲインは6dBしかありません。20dBm/P1dBという仕様だと思ったのですが、かなり低いレベルで飽和しているようで、電圧波形も歪んでいます。

　まだ、PLLにこのアンプを接続して、IC-9700を連続送信した時の周波数ドリフトを評価していませんが、さてどうなることやら・・・

 

ビニールの除去

　基肥の施肥も終わり、次の仕事は土壌改良のために完熟堆肥を撒くことです。その前にビニール被覆を除去しました。今年は紫外線が特別に強かったのか、それともビニール（農ポリ）が特別に弱かったのか、彼方此方でビニールが破れて切れ端が飛散し始めています。

　今日は午前中、家の周囲の草刈りをして、銃検査に行って、午後からビニール除去作業を始めたので、全体の半分くらい除去できました。

IC-9700のVCXO（基準クロック）の仕様

　周波数ドリフト問題で悩まされているIC-9700のVCXOを入手しました。i-useにメールを書いてお願いしたところ、快く分けて頂けました。単価は300円でしたが、2個手配して送料と代引き手数料を含めて約2000円でした。

　部品を手にして、初めて何処の部品メーカのものなのか分かりました。インターネットで見つけたIC-9700のサービスマニュアルには、CR-1080と記述されているだけです。これでググってもそれらしい部品はヒットしませんでしたが、補修出庫票にプリントされていたDSA221SDNでググってみると、大真空の製品であることが分かったので、カタログをダウンロードしました。それによると、次のような仕様であることが分かりました。

　寸法　1.6x2.0mm　t0.7mm　4ピン

　Vcc　1.8~3.3V

　出力電圧　0.8Vpp(min) クリップドサイン波

　温度特性　±1ppm、±2.5ppm max（-30~85℃）

　出力負荷　10kΩ//10pF

　制御感度　±3~5ppm　Vcont=1.4V±1V

　温度特性が±1ppm、±2.5ppm max（-30~85℃）なのに、IC-9700の仕様では周波数安定度が±0.5ppm以内(-10~60℃）となっています。VCXO（大真空のカタログにはVC-TCXOと書かれている）の実力値は、±0.5ppm以下ということなのでしょうか？

　現在、DF9NPのPLLボードで生成した49.152MHzをインジェクションボードに加える実験をしていますが、VCXOを使って周波数ドリフトの小さい基準クロックを自作する道も検討しています。

　VcontにDACの出力を使うとして、DACの出力変化範囲が0~3.3Vならば、2/3.3=60%なので、10ビットなら約600カウントです。10ppmを600で割ると1カウントあたりの周波数偏移が求められて、17ppbとなります。これは、1200MHzでは約20Hzに相当します。12ビットDACなら約5Hz になるので、VCXOを制御するには12ビット程度のDACが妥当でしょう。

　10MHzなどの標準周波数を基準にしてフィードバックをかけなくても、ポテンショメータ（多回転トリマ）で校正するだけでも良いかも知れません。なにしろ、IC-9700の周波数ドリフトの原因は内部の温度変動によるものなので、VCXOを外部に設置するだけでも改善できると考えられるからです。VC-TCXOは、温度補償付き（TC）のVCXOなのですから・・・