デジスコ撮影実習日誌

デジスコとデジカメで野鳥や草花を撮影するのが楽しくて実習に励んでいます。 最近ではスチームエンジン工作にはまっています。

スイープ受信で検波出力を確認した

2020年09月27日 15時07分44秒 | 工作実習

2020/09/26(土曜日) 曇り時々雨


固定周波数を受信して検波出力を確認する実験はうまくいった。
次はスイープ受信をしてその検波出力を確認してみよう。

スイープ範囲の設定とかオシロスコープのレベル調整、掃引周波数の設定は
なかなか面倒だ。
バリキャップVFOの実験データを元にして鋸歯状波開始電圧、停止電圧を
設定した。

この設定にした場合はオシロスコープ・1CH(鋸歯状波)波形の2.7V付近に
120.5MHzの電波が表示されるはずだ。
スイープ受信を開始して120.5MHzの交信が始まるのを待った。
この120.5MHzはかなり頻繁に交信があるはずだが今はコロナ・ウィルスの影響か
なかなか交信が始まらない。
しばらく待機しているとやっと交信が始まった。

交信の受信周波数を確認するためのPCレシーバーのスペクトラム表示窓に
黄色いインジケータが立ち上がった。
同時にオシロスコープ画面には検波出力が表示された。
検波出力立上り位置と鋸歯状波電圧値とから120.5MHzのものだと見当がつく。
自作シングルスーパー受信機からはスイープに伴うザッ、ザッ・・・という音が出るのみだ。

PCレシーバーのインジケータが消えると、オシロスコープ画面の検波出力も消える。
この出力は120.5MHzのものだろう。
時々、検波出力が表示されるが鋸歯状波電圧位置が違ってPCレシーバーののインジケータも
点灯しないからこれは他の周波数の電波のものだろう。
スイープ受信もなんとかうまくいったみたいだ。

そんなテストの様子を動画でご覧ください。

さぁ、次はスイープ制御部のマイコンボードのプログラム改造だ。
検波出力を検出したらスイープを停止してワッチモードに移行させるのだが、
検波出力の判定レベル(閾値)設定をどうするか? 
外部から自由に設定できるようにしたいなぁ・・・

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自作受信機の検波出力をオシロでみてみた

2020年09月26日 12時48分37秒 | 工作実習

2020/09/25(金曜日) 雨

スイープVFOの発振出力をLOCにしてVHFエアーバンドが聞こえるようになった。
次は受信機が電波を捉えたときにスイープを停止して捉えた電波をワッチするようにしたい。
スイープを停止させるにはマイコンが検波出力で鋸歯状波の生成を停止させるように
しようと考えている。
それには検波出力がどんなものなのか確認してみる必要がある。
今日はその検波出力をオシロスコープで観測してみた。


オシロスコープの観測波形。


受信待機中(電波を受信していないとき)と受信中では検波出力にはっきりと差が出る。
この差を利用すればワッチ状態への移行ができると思った。

そんな観測の様子を動画でご覧ください。

今回はスイープVFOの発振周波数を固定にして実験してみたが、次はスイープ発振のときの
検波出力を確認してみよう。

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自作受信機の感度はどうなの?

2020年09月25日 13時37分25秒 | 工作実習

2020/09/24(木曜日) 曇り 一時小雨

スイープVFOをLOCとするシングルスーパー受信機で実際の電波を捉えてみようと実験をしている。
でも思うようにはいかない。
スイープVFOが発振する出力も肝心だが、電波を捉えて信号を取り出す受信機の性能がもっと大事じゃないの?
この受信機も有り合わせの部品を使って作ったもので去年のUHF「なぁーんちゃってスペアナ」実験以来、
性能の確認はしていなかった。

VHFエアーバンドをワッチしているとき、常時電波を出して何か情報を伝えているチャンネルを見つけた。
でもこの電波はとても弱くてよく聞こえない。 それに数値情報みたいな英語の読み上げで何だか意味が
判らないので無視していたが、受信機の調整には役立つかもしれない。

よーし、この電波を受信して受信機のチェックをしてみよう。

先ず、メーカー製の受信機(PCレシーバー)で受信してみた。
昔、Windows98時代に購入したものだがWindows10でも動くので
未だに使用している。

この受信機で聞いた弱い電波のシグナルです。
メーカー製の受信機だから良く聞こえる。(当たり前だよね!)


次はSDRドングルで受信してみる。
2、3年前かな?
SDR(ソフトウェアラジオ)というものを初めて知って手を出して買ったドングル。
これとパソコン上で動くソフトウェアと組み合わせて電波を受信する。

このドングルで受信したときの様子です。

さぁ、いよいよ自作ラジオでの受信だ!
今までのメーカー製のラジオのようにはいかないけどね。


ザーっという雑音が耳障りだけど聞こえることは聞こえる。
まぁ、これはとても弱い電波だから・・・ということで今度は普通の電波を受信して
実験を続けよう。

次は検波出力でマイコンを制御する実験だ・・・ガンバローっと。

 

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GDMの電波をスキャンして捉えてみる

2020年09月24日 16時15分10秒 | 工作実習

2020/09/23(水曜日) 曇り

昨日はいきなり実際の電波を捉えようとして見事?失敗した。
今日は初心に帰ってきちんと設定して実験してみた。

電波の発振元は机の上のGDM(グリッド・ディップ・メータ)を使う。
もう50年以上前から使っている古いものが、今でも正常に動作してくれる。
GDMの電波なら連続して放射されるので実験には都合がいい。

昨日はスイープ制御部の設定をいい加減にしていたので実験が失敗した。
今日は慎重に設定して鋸歯状波の波形をスペクトラム確認に使うHDSDR
のスペクトラム窓の表示範囲3.2MHzに合致するように調整した。

今回はGDMからの121MHz電波は常時送出されているのでスイープVFOの
発振周波数が110.3MHzになったときにIF(10.7MHz)が生成されて
受信機に出力が現れるはずである。
そこでHDSDRに表示されるスイープVFOのスペクトラムが110.3MHzになった
瞬間にスイープ制御部の(疑似検波出力スイッチ)を押してスイープを停止させて
ワッチ状態にすればGDMの電波(変調音)が聞けるはずだ。

スイッチを手で操作するのでスイープ速度は低くしなくてはならない。
スイープ周期は0.6秒に設定した。
これでも早すぎるぐらいでなかなか同調点で停止させることができなかった。

まぁ、何度かは同調点付近でワッチ状態に入ることができて変調音を聞くことができた。

そんなテストの様子を動画でご覧ください。

手動でスイープを停止してワッチ状態にすることは何とかできた。
次はこのスイープ状態からワッチ状態への移行を自動的にさせることへの挑戦だ。
これには検波出力の有無をマイコンが判定できるようにしなくてはならないが、
大体、このスーパー受信機が(「超素晴らしい」という‟スーパー”ではありません。)
どのくらいの感度なのかもわかっていないのだからどうしようもない。
次はこのシングルスーパー(ヘテロダイン式)受信機の感度やら何やらを確認してみよう。

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いきなり実電波をスキャンしたのは無謀だった

2020年09月23日 19時43分05秒 | 工作実習

2010/09/22(火曜日) 晴れ

スイープ制御部が出来上がったので受信回路全体を組み立ててみた。

<img src="https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/1a/4e/e2eb4381a816f55c07352447d67799a2.jpg" border="0">

<img src="https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/57/ca/740c1c06a8944e2d71b5312a57c72623.jpg" border="0">


鋸歯状波の状態を確認するオシロスコープ。
VFOの発振周波数を確認するためのSDRドングルとSDRソフト(HDSDR)。
空中の実電波を受信・確認するためのPCレシーバーとシステム。
VFOの出力をLOCとするシングルスーパー受信機。(IFは10.7MHz)
それに出来上がったばかりのスイープ制御部。

狭い机の上にごちゃごちゃと配線したシステム?で実際のエアーバンドを受信してみた。
先ずスイープ機能は停止して固定周波数で受信してみた。
今まではかなり頻繁に出ていたエアーバンドの交信も最近はまばらな感じだ。
コロナの影響かな?

でも126.00MHzはときどき交信が聴こえる。
これは正常に受信できた。

そこでいよいよスイープ受信してみた。
交信を捉えたら「疑似検波確認ボタン」を押してワッチすれば良いわけだ。

スキャン幅は最大(鋸歯状波がグランドレベルから電源電圧まで)で大体100MHz~128MHzぐらいだ。
スキャン周波数は0.1Hz(周期は10秒)と低速に設定した。

<img src="https://blogimg.goo.ne.jp/user_image/0d/7f/6ed02cf89b526a23ae2cf6cb1557920d.jpg" border="0">

スキャンを始めると受信機からはザーザーと雑音が!
VFOの100MHz~128MHzをスイープするのには10秒ぐらいかかる。

実電波(126MHz)の交信を確認するのはメーカー製のPCレシーバーで行う。
そしてVFOの発振周波数を確認するためにSDRドングルとHDSDRを使う。
実験用受信機はシングルスーパーでIFは10.7MHzだからVFOの発振周波数が115.3MHzになった時に
交信が聴こえてくるはずだ。

実電波確認用のPCレシーバーの同調インジケータがONになって、かつHDSDRのスペクトラム表示窓の
115.3MHzにスペクトラムが表示されたら即、疑似検波確認スイッチを押せばワッチが始まるわけだ・・・
とテストを開始した。

ところがそんなに簡単にうまくいくはずがない。
エアーバンドの交信はとても短い。
VFOがスイープ発振して115.3MHzになった時には交信は切れている。
実電波の出現とVFO発振周波数の条件が合致しないのだ。
いくらやってみても疑似検波確認スイッチを押すチャンスがこないのだ。

まぁ、いきなり実電波で実験しようとしたことが大間違いだった。

そんな無謀な実験の様子を動画でご覧ください。

次はテストオシレータ(GDMで代用)を使って定点で電波を出してスイープ受信してみよう。

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すっかり忘れてた!  ボケ老人はこんなものだなぁ・・・

2020年09月21日 09時46分34秒 | 工作実習

2020/09/20(日曜日) 曇り時々小雨


スイープ制御部が出来上がったので最後の工程、直流アンプを取り付けた。
このアンプは制御部が発生させる鋸歯状波(0V~3V)をバリキャップを駆動する
電圧に増幅するもので外部電源の電圧を高くすればそれなりに高い電圧の出力が得られる。
バリキャップに加える電圧範囲が大きければ周波数範囲も広がるのでなるべく高い電圧を
供給したいのだが・・・

さぁ、最後の確認だ・・・と勢い込んでテストしてみた。
ところが
「ありゃりゃ、波形が逆さまになっている!」

あぁ、そうだ、直流アンプには反転した波形を入力しなくっちゃいけないんだよ。
前々からそう思って実験していたのに、制御部を工作する頃にはコロっと忘れてしまった。
ボケ老人はこんなものだなぁ・・・

ここはソフトウェアの便利さ。
コードを書き換えればどうにでもなる。
入力波形を反転させた。

さぁ、次は実際に受信機に接続してテストしよう。
本当のテストはこれからだ・・・・・ ガンバローっと。

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スイープ制御機能動作確認

2020年09月20日 16時30分10秒 | 工作実習

2020/09/19(土曜日) 曇り

VHFエアーバンドをスイープして受信する「なぁーんちゃってスイープ受信機」を
工作している。
スイープ受信機らしきものは1年半ばかり前に工作しているが、この工作は空中に
飛び交っている電波をスイープ受信して電波の有無をオシロスコープに表示するだけの
「なぁーんちゃってスペアナ」だった。
スイープ受信に必要な鋸歯状波制御回路は全部ハードウエアで構成していたが、
なんとか動作して一応UHFエアバンドの電波を捉えて画面で確認はできた。
まぁ、そんなわけで今回の工作は二度目というわけだが、今回は電波を捉えたら
その交信をワッチし、ワッチを終了したらスイープ受信を再開して次の電波を捉える、
ちょっと動作が複雑化している(と思います)。
そのため、全部をハードウェアで対応するにはちょっと大変だと思うので、これも
最近手をだした「マイコン」を使ってソフトウェアで制御することにした。
「マイコンはプログラム次第で何でもできる・・・」
ふーん、そうなのぉ? じゃーやってみようかな・・・  
「盲、蛇に怖じず」を地で行く実習生だから怖さ(難しさ)を知らず手を出してしまった。

          以上前置き 相変わらず前置きが長いねぇ・・・


工作を始めてどのくらい経つかなぁ・・・
試行錯誤を繰り返して苦心しながらなんとかスイープ制御部が出来上がった。

スイープ範囲の設定も動作中にできるように工夫した。
スイープ範囲をパラメータに取込む指示をするスイッチが不要になったので削除した。

回路図に合わせて配線。
       

スイープする速度(鋸歯状波発振周波数)を調整できるようにVR(可変抵抗器)を付けた。

試行錯誤の連続。 やっと目的の動作ができるようになった。

さぁ、確認テストだ!

今度は動作中に鋸歯状波の状態を変化させられるのでテストも面白くなった。

そんなテストの様子を動画でご覧ください。


一応、機能は正常に動作している。
次は受信機に接続してスイープ受信ができるかの確認だ。

ちょっと恥ずかしいけどプログラムも貼り付けます。
(自作した)関数も、割り込み処理もなく同じような処理を何度も書き込んでいます。

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サブのディスプレイが壊れた

2020年09月13日 13時30分09秒 | その他

2020/09/13(日曜日) 曇り

何日か前のこと、パソコンで作業中、マルチスクリーンのサブディスプレイ画面が消えた。
おや? どうしたのかな?
接続ケーブルが緩んだのかな?
サブディスプレイの電源をオフにして裏面のケーブル接続を確認してみたが問題はない。
サブディスプレイの電源をオンしてみると正常に映るようになった。
どうしたんだろう? といぶかりながら作業を続けた。
するとしばらくたってまた画面が消えてしまった。
このサブディスプレイは別のパソコン(もうずっと前の古い自作のディスクトップ)の
ディスプレイにもなっていて切替器で接続を切り替えて使用することもある。
切替器の接点がおかしいのかな?
切換えスイッチを何度か操作してみた。
するとまた正常に画像が表示された。
しかし時間が経つとまた画像は消えてしまう。


 
ふーん、もしかするとパソコンが悪いのかな?
ディスプレイ設定を確認してみたが問題はない。
このメインで使っているデスクトップパソコンも元はWindows7のマシンで例の
マイクロソフトの無料アップグレードでWindows10にしてしてくれたもので
なんだか調子が悪いことが度々あった。
だから何かおかしな現象があるとついパソコンを疑ってしまう。
そこで8月初めにバックアップしたシステムイメージで復元し直してみた。
しかし、症状は変わらない。
試しに自作の旧式ディスクトップ(WindowsXPマシン)に接続して使ってみた。
この時は正常に画面表示されて長時間(せいぜい10、20分かな)正常だった。

やっぱりパソコンがおかしいんだ・・・ とパソコンを疑ってしまった。
コネクタの接触を疑って清掃してみたり、接続コードを入れ替えたり・・・
でもやっぱりダメ。 
画面が消えるまでの時間が段々と短くなってきた。
1分も立たずに消えてしまうようになった。

今度はノートパソコンに接続してテストしてみた。
ありゃー、ノートパソコンでもディスプレイの画面は消えてしまう!!!
これはディスプレイがおかしいんだ!
壊れたディスプレイはもう10年以上も使っていたものだからもう寿命だろう。
(ちょっと短いけど当たり外れがあるからね、これは”外れ”だった・・・)

メインディスプレイはワイド画面タイプを使っているのでマルチスクリーンでなくても
問題なく作業はできる。
この際、シングルモニターに戻してしまおう・・・と作業をしてみた。
しかしやっぱりマルチスクリーンが便利だ。
ネットで中古の液晶ディスプレイを捜してみた。
19インチのものなら5000円ぐらいで購入できる。
えいやっ、と注文してしまった。

そのディスプレイが宅配で届いた。


4980円の19インチディスプレイ。
結構きれいな外観だ。


接続して立ち上げ。 

今ブログを更新中だけどサブディスプレイはちゃーんと表示されている。
やっぱりあのディスプレイが壊れてしまったんだよ。
新しく(えっ?)買った中古の19インチディスプレイ。
値段は4890円、送料、代引きなどを入れると5,680円だった。
このディスプレイの画像はとってもきれいだ。
今度は”当たり”で長持ちしてくれればいいんだけど・・・・・・

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こういう構想に向かってプログラムの勉強をしていこう・・・

2020年09月12日 14時03分58秒 | 工作実習

2020/09/10(金曜日) 晴れ

マイコン(ESP-32)で鋸歯状波を発生させ、それをトランジスタで
増幅してバリキャップ・VFOをスイープ発振器にできる目途が立った。
次はESP-32で発生させる鋸歯状波の状態を外部から与えるパラメータで
自由に変化させる実験をしてみよう。

鋸歯状波は普通ではグランドレベルからスタートして直線的に上昇して行き、
最大値に達したら即、グランドレベルに低下して再び最高レベルまで直線的に
上昇していく波形をいう・・・と思いますが、バリキャップ・VFOに加える
鋸歯状波はスタート時の電圧、最高点の電圧を自由に調整設定できる必要がある。

鋸歯状波の電圧が発振周波数を決定するので、鋸歯状波1サイクルで発振する
周波数の変化幅(スイープ幅)を変化させるのにはこようにする必要がある。
(と思います・・・・・)

まだ先のことですが(こんなことを夢に描いています)エアーバンド内で複数の
交信が行われていてそれスキャンして電波を捉えたときはそこでスキャンを停止し、
交信をワッチしてからまた他の電波を捉えるためにスキャンを開始するような
機能も必要だし・・・


回路の実験でESP-32で生成した鋸歯状波(約3Vの波高値)を9Vに増幅できた。
これならバリキャップも駆動できるだろう。

ところで外部からESP-32にパラメータを設定するにはその数値を設定するスイッチが必要だ。
それもかなりの数が必要になる。
ジャンク箱をかき回して探してみた。

こんなものしか見つからなかった。 これじゃぁ全然足りない・・・・

こんなスイッチが見つかった。 もう二、三十年も前の部品だ。

0~9までの数値をバイナリコードでするスイッチと0~Fまでのものがあった。
数も十分ある。

蛇の目基板に取り付けて、出力を確認してみた。
バイナリコード❝D❞の出力の様子。
こんな古い部品が今役に立つ・・・・(かも知れない)

そんなこんなでこの機構を考えた。
これをESP-32のプログラム(ARDUINO-IDE)で動作させる。
でもそのプログラムをどう作ればいいのかはよくわからない。

プログラムを作るのは結構面白い。
なかなか思うようにいかないけど、何とか動作してくれた時は本当に嬉しいものだ。
インターネット・サイトには諸先輩方の工作記事や資料が沢山アップされている。
それを参考にしながら頑張っていこう。

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マイコン制御が必要だなぁ・・・

2020年09月10日 20時15分38秒 | 工作実習

2020/09/10(木曜日) 晴れ

VHFエアーバンドを自動的にスキャンして電波を捉えて受信する・・・
なんてことを考えて工作を始めた。
以前、UHFエアーバンドで同じような工作をしたことがあり、UHFを
VHFにするだけだから問題ないだろうと思っていたが、よく考えてみたら
以前の工作は「電波の有無を確認する」だけだったのだ。
電波の有無を確認するだけなら指定した周波数範囲を繰り返しスキャンして
検波出力を確認すればいい。
ところが今回は電波を捉えてその交信を聴いてみよう・・・というのだから
ちょっと難しい。
スキャン動作としては

交信中の電波を受信したら即、スキャンを停止してその電波を受信し続ける。
その後、一定の時間が経過したらスキャンを再開して次の電波を探るか、
または操作指示によってスキャンを再開させる。
そして鋸歯状波の最大値になったら最初に戻てスキャンを始める・・・・
というような動作を繰り返す。

まぁ、このような動作も純然たるハードウェアで実現は可能だが、また大変な
数の配線をしなくてはならないだろう。
やっぱりマイコンで制御するほうがいいだろう。
マイコンのプログラミングを勉強しよう。

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