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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。 最近では電子工作にはまっています。

SDRで短波放送を聞いてみる(2)

2025年04月15日 21時43分13秒 | 工作実習

2025年4月12日(土曜日) 晴れ

(今までの経緯を振り返ってみると・・・)

 Webサイトに掲載されていた記事でSDR(Software Definde Radio
(ソフトウェアでラジオの機能を定義した受信機))とか、DSP
(Digital Signal Processor (デジタル信号処理方式のラジオ)とかいう
ものがあること知りました。
 どんなものなのか記事を読んでも難しくてオイらのぼんくら頭では
チンプンカンプンでわかりませんでした。
 更に別記事を検索していくと、DSPラジオの組立キットが販売されて
いるのが目に入りました。
 お値段も1500円ばかりで安い!
 これなら失敗して放り出しても惜しくはありません。 
 この組立キットを組み立ててDSPってどんなものなのか勉強して
みることにしました。

 

 配達されてきた梱包を開いて出て来た部品一式

 

 DSPってどこにあるのかな?


 ポリバリコンの下面にIC基板が取り付けられていました。
 黒い塊と、水晶発振器(水晶片?)がありました。
 黒い塊がDSPだと思います。

 

 参考資料を頼りに基板を組み立てました。
 部屋の天井隅に張り巡らしたアンテナを接続して放送を受信しました。
 中波放送、短波放送、FM放送が良く聞こえました。

 
 このDSPラジオでSDRやDSPのことを勉強しようとしてWeb
サイトの記事を読み漁りましたが、微分、積分、SinだのCosinだの

△t、△xだのwtだのと訳が分からないことばかりでちっともわかりません。

 こんな難しいことをわかろうと思ったことが無謀なことだったということが
わかりました。( ややこしい表現ですが、難しくてお手上げっていうこと )

 まぁ、せめて世界の短波放送でも聴いて遊ぼう・・・ということにしました。


(そして今の様子です)

 オイらにできることはダイヤル板を見やすくすることぐらいです。

 

 更に大きく(直径6cm)して短波バンドの周波数範囲を記入しました。
 バンド切替のDIPスイッチが隠れてしまうのでHexスイッチ(回転式)
に取り換えました。

 

 机の上に平らに置くとチューニングしずらいのでラジオを立てかける台を
作りました。(段ボール工作です)


 

 電源ランプ(LED)も見ずらいので別途取付ました。
 チューニングランプも見安くしました。

 バンド切替のHexスイッチは回し難くなってしまいました・・・

 

 今は、机の隅に置いて夜間の短波放送を聞いて遊んでいます。
 フェージングしながら聞こえてくる放送から異国情緒の音楽が
流れてきます。 なかなかきれいなメロディーもあります。
 (放送には強烈なプロバガンダも・・・・(笑い))

 まぁ、こんな具合でDSP、SDRの実験は挫折ですが
三角関数とか何やらを勉強し直して再挑戦してみたいです。

 そんなわけで今回の記事はこれで完結とさせていただきます。
 長い間、お付き合いをくださった皆さま、誠にありがとうございました。
 どうぞこれからも応援をよろしくお願いいたします。

                    工作実習生

 


SDRで短波放送を聞いてみる(2)

2025年04月15日 21時23分05秒 | 工作実習

2025年4月12日(土曜日) 晴れ

(今までの経緯を振り返ってみると・・・)

 Webサイトに掲載されていた記事でSDR(Software Definde Radio
(ソフトウェアでラジオの機能を定義した受信機))とか、DSP
(Digital Signal Processor (デジタル信号処理方式のラジオ)とかいう
ものがあること知りました。
 どんなものなのか記事を読んでも難しくてオイらのぼんくら頭では
チンプンカンプンでわかりませんでした。
 更に別記事を検索していくと、DSPラジオの組立キットが販売されて
いるのが目に入りました。
 お値段も1500円ばかりで安い!
 これなら失敗して放り出しても惜しくはありません。 
 この組立キットを組み立ててDSPってどんなものなのか勉強して
みることにしました。

 

 配達されてきた梱包を開いて出て来た部品一式

 

 DSPってどこにあるのかな?


 ポリバリコンの下面にIC基板が取り付けられていました。
 黒い塊と、水晶発振器(水晶片?)がありました。
 黒い塊がDSPだと思います。

 

 参考資料を頼りに基板を組み立てました。
 部屋の天井隅に張り巡らしたアンテナを接続して放送を受信しました。
 中波放送、短波放送、FM放送が良く聞こえました。

 
 このDSPラジオでSDRやDSPのことを勉強しようとしてWeb
サイトの記事を読み漁りましたが、微分、積分、SinだのCosinだの

△t、△xだのwtだのと訳が分からないことばかりでちっともわかりません。

 こんな難しいことをわかろうと思ったことが無謀なことだったということが
わかりました。( ややこしい表現ですが、難しくてお手上げっていうこと )

 まぁ、せめて世界の短波放送でも聴いて遊ぼう・・・ということにしました。


(そして今の様子です)

 オイらにできることはダイヤル板を見やすくすることぐらいです。

 

 更に大きく(直径6cm)して短波バンドの周波数範囲を記入しました。
 バンド切替のDIPスイッチが隠れてしまうのでHexスイッチ(回転式)
に取り換えました。

 

 机の上に平らに置くとチューニングしずらいのでラジオを立てかける台を
作りました。(段ボール工作です)


 

 電源ランプ(LED)も見ずらいので別途取付ました。
 チューニングランプも見安くしました。

 バンド切替のHexスイッチは回し難くなってしまいました・・・

 

 今は、机の隅に置いて夜間の短波放送を聞いて遊んでいます。
 フェージングしながら聞こえてくる放送から異国情緒の音楽が
流れてきます。 なかなかきれいなメロディーもあります。
 (放送には強烈なプロバガンダも・・・・(笑い))

 まぁ、こんな具合でDSP、SDRの実験は挫折ですが
三角関数とか何やらを勉強し直して再挑戦してみたいです。

 そんなわけで今回の記事はこれで完結とさせていただきます。
 長い間、お付き合いをくださった皆さま、誠にありがとうございました。
 どうぞこれからも応援をよろしくお願いいたします。

                    工作実習生

 


SDRで短波放送を聞いてみる(8) -ブレッドボードで100MHzは無謀だった ー

2025年02月14日 13時40分54秒 | 工作実習

2025年2月13日(木曜日) 晴れ 嵐のような風が吹いた

 SDRドングルで短波放送を受信するためのコンバーターを作ろうと
工作をしています。
 だいぶ前に同じような工作をして一応は受信することができました。
 そのコンバーターを久しぶりに動作させて短波放送を聞こうとしたの
ですが、何だか具合が悪くなってしまって聞こえませんでした。
 そこでまた工作を始めました。
 今度はいろいろ実験しながら工作をしているのでブレッドボード上に
回路を組んでいます。
 悪戦苦闘しながらも50MHzの水晶発振回路は組みあがりました。
 これを2逓倍して100MHzにすれば局発はOKなのですが、
この2逓倍がどうしてもできません。

 100MHzもの高周波回路をブレッドボードに組むなんて言うことが
無謀なんでしょうか?
 もし低周波発振で2逓倍ができたならば、ブレッドボードでは低周波の
実験はOKだが高周波実験はNG(無謀なこと)ということでしょう。

   ジャンク箱に小さなトランスがありました。
 このトランスを発振回路の「コイル」の代わりにして低周波で実験して
みることにしました。

 

 回路はこんなものです。
 CR発振回路から1KHzぐらいの低周波を出力して
それをトランスに入れて二次側に発生した低周波出力を
両波整流回路で脈流にしてその周波数が2倍になることを
確認してみようというわけです。


 
 この回路をブレッドボードに組み立てました。


 CR発振回路は簡単に発振してくれました。
 しかし、波形は歪んでいてバイアス調整を繰り返してやっと
サイン波らしくしました。
 それをトランスに入力して二次側出力をブリッジ・ダイオードで
両波整流(検波?)しました。

 結果はOKでした。
 脈流(波形は対称ではないけど・・・)は入力の2倍の周波数に
なっていました。

 
 CR発振器出力は≒1.1KHz 両波整流後の脈流は≒2.2KHzです。

 

 これで「ブレッドボードで100MHz」は無謀な挑戦・・・ということが
わかりました。

 (影の声)
  「こんなことは常識でしょう、 わざわざ実験しなくたって
   分かり切っているのに・・・・・」

 はーい、おっしゃるとおりです。 これからはもうちょっとマシな工作をします。

                          (続く)


SDRで短波放送を聞いてみる(5) - オシロスコープがおかしいのかな? ー

2025年02月09日 13時12分03秒 | 工作実習

2025年 2月 9日(日曜日) 晴れ

 50MHzを2逓倍して100MHzにするのがうまくいきません。
 もうやたらと実験を繰り返しています・・・
 そのとき、いつも観測に使っているオシロスコープのCH2波形が
他に比べて低いように感じました。


 そこで50MHz出力をCH1~CH4で同時に観測してみました。
 やっぱりCH2の出力は他より異常に低くなっていました。

 

 オシロスコープの背面には3.3V、1KHzのパルスが出力される端子があります。
 プロープのトリマ・コンデンサを調節してパルスの立ち上がり、立下りの波形調整を
したりするときに使います。
 CH1~CH4までのプローブを同時に接続して波形を見てみました。

 

 CH1~CH4までの波形は一致していました。

 
 表示位置をずらしてみてみました。
 

 

 垂直軸目盛は5V/divです。 パルス高は大体3.4Vぐらいです。

 

  このオシロは低周波の観測には問題はないようです。
  でも50MHzともなるとこんなことがあるのですから・・・・・・
  ヘボ工作実習生には100MHzは難し過ぎます。 でも頑張ります。

                         (続く)  


SDRで短波放送を聞いてみる(4)ー 2逓倍回路の実験 ー

2025年02月08日 16時05分09秒 | 工作実習

2025年2月8日(土曜日) 晴れ

 SDRドングル(外国の地デジTV用のチューナー)で短波放送を
聞くための工作をしています。
 SDRドングルの受信可能な電波はVHF以上なのでそのままでは
短波放送(HF)は受信できません。 アンテナで捉えたHF電波を
VHFの電波?に変換して受信するようにします。
 VHFに変換した元のHF周波数がわかりやすいように、基本にする
VHFは100MHzにします。
 受信した電波が108MHzだったらその短波放送の電波は8MHz
だと、すぐ換算できる!(私は計算が鈍いですから・・・・・)

 基本にする100MHzは安定していなくてはならないので水晶発振
回路にします。
 手持ちの水晶発振器は10MHzです。 これを5倍オーバートーン
で発振させて、その出力を2倍の周波数にします。

 一応、50MHzの発振はOK?になりましたので今度は100MHzに
アップする回路(2逓倍回路)を実験します。

 

先ずこんな回路で実験してみました。しかし、50MHzが増幅できません。

 トランジスタは相当高い周波数まで増幅できる(はずの) 2SC3355 を
使いました。
 規格表によるとft(トランジション周波数(増幅度が1になる周波数))は
6.5ギガヘルツとのこと、50MHzなんて目じゃないという感じです。
 
 ところがバイアス電流をいくら流しても増幅してくれません。
 オシロにはガシャガシャの波形しか現れません。

 トランジスターを取外してhfe(直流電流増幅率)を調べてみると、
テスト前にチェックした値よりやや低下していましたが、(129→92)
まだ92もあります。 しかし何度調整しても状況は変わりません。
 そのうちhfeは更に低下して40ほどになってしまいました。

 そこで回路を変更してトランジスターも 2SC943 というものに
変更しました。

 2SC943はずいぶん昔に秋葉原のジャンク屋で買った投げ売りの
ジャンク基板に取り付けられていたもので、相当旧式のトランジスタです。
 規格表によるとftは250MHz hfeは150となっていました。
 50MHzの増幅なら十分に増幅できるでしょう。

 出力の同調回路もやめてチョークコイル(RFC マイクロインダクタ)
を接続しました。

  トランジスターを交換し、負荷をマイクロインダクタ 10μHに
変更しました。 

 

 ちょっとだけ増幅された(2倍くらい 入力値が大きいのでちょっとだけ
増幅できればそれでOK)。

 さぁ、次は50MHzを100MHzにする(逓倍回路)の実験をしてみます。

                       (続く)

 


SDRで短波放送を聞いてみる(3)

2025年02月08日 16時01分48秒 | 工作実習

2025年2月5日(水曜日) 晴れ

 ブレッドボード上に組み立てた水晶発振回路で何とか50MHzを
発振させることができました。
 でもオシロスコープの画面上での確認なのでちょっと心配です。
 SDRドングルもしばらく使っていないので、操作の復習も兼ねて
回路から漏れる電波を受信して様子を見てみました。


 

 電波の様子を”SDRスキャナー”というソフトウェア―で見てみました。

 

 測定範囲は30MHzから150MHzという狭い範囲です。
 範囲を広げるとスキャンに時間がかかってしまうのです。(PCの能力が低い)
 スペクトラムは狭い範囲で立ち上がっているのでまぁまぁです。

 100MHzのスペクトラムも出ています。

 

 

 発振回路の電源をOFFにしてスキャンしてみました。
 机の周りはこんなガシャガシャなノイズで溢れているんですよ。

 

 

 さぁ、次は50MHzを100MHzに変換する回路の組立です。

                        (続く)

 


SDRで短波放送を聞いてみる(2)

2025年02月04日 11時38分57秒 | 工作実習

2025年2月4日(火曜日) 晴れ  

 SDRドングルで短波放送を聞いてみるためにHF帯をVHF帯にアップさせる
コンバータを作ろうと思って工作しています。  
 以前も同じようなことをしてコンバーターを作りましたが、いい加減な工作だった ので、
動作はイマイチでした。  
 今度は実験をしっかりやって(楽しんで!)工作しようと思っています。  
 部品は手持ちのジャンク品と手作りコイルなどです。  

 昨日は74HC14APというディジタルICを使って50MHzを発振する回路 を
実験しましたが、これは案外うまくいきました。 

 今日はトランジスタを使って実験してみました。

 回路図はこんなものです。

    

 ブレッドボードに組み立てました。

 

 トランジスタのバイアス調整したり(ICは約4mA)、トリマコンデンサーの
調節をしたりして50MHzで発振させました。

 波形はサイン波形状ですが、何重にも重なってます。

 

 オシロスコープの掃引周波数を下げて観測してみました。
 時間軸目盛は5msec/divです。
 観測した波形の谷から谷までは20msecでした。


 これは50Hzの変化ではないでしょうか?
 私の作業机はスチール製です。
 机の周りにはパソコンやディスプレイ、ACアダプターなどがごちゃごちゃと
置いてあります。
 部屋にはアース端子がないので机は大地からは浮いていますので電磁誘導?が
もろに発生しているのでしょう。
 発信出力は50Hzで変調されているみたいです。

 

 

 発信周波数は50MHzです。

 

 TR(2SC3355)による50MHzオーバートーン発振もOKでした。
 しかし、74HC14APによる発振の方が回路は簡単だし、安定もしています。
 ただ電源に5Vが必要なのでちょっと面倒かな?(その他は9Vですので)

                   (続く)

 


SDRで短波放送を聞いてみる(1)

2025年02月03日 11時35分46秒 | 工作実習
2025年2月2日(日曜日) 雨

 もう何年ぐらい前のことだろう・・・
 工作友人が「SDRドングルという面白いものがあるよ」と教えてくれました。
 UHFテレビのチューナーの機能を持った部品で、USBでパソコンに接続して、
パソコンにインストールしたSDR(ソフトウェアラジオ)プログラムで操作すると
VHF帯、UHF帯の電波を受信することができるものです。
 早速入手して使ってみました。
 SDRを動作させてラジオ放送を聞くためのソフトウエアにはいろいろなものが
あるんだろうけど、私は”HDSDR”と”SDR#”というものを使ってみました。
 パソコンディスプレイにはドングルが受信している周波数範囲のスペクトラムが
表示されて伝播伝搬の状況によってゆらゆらと変化してみていてもきれいで面白い。
 ただ残念なことにこのドングルはUHFテレビのチューナー機能なのでVHF帯
UHF帯の電波しか受信できないのです。
 オイらはHF帯(短波放送)を聞いてみようと、HF→VHFのコンバータを作って
みました。
 コンバータの局発(LOC)は一応水晶発振回路として10MHzの水晶片を5倍
オーバートーンで50MHzを発振出力し、それをダブラーで100MHzに・・・。
 そんなこんなで苦心してなんとか短波放送を受信することができましたた。
 もう7、8年ぐらい前のことです。
 先日、久しぶりにこのコンバーターを動作させて短波放送をきってみました・・・・
 ところが感度が低くなってしまい、放送はほとんど聞こえないような状況でした。
 どうも局発(LOC)出力が不安定な状態みたいです。
 そこでもう一度、LOCを作り直してみることにしました。

 要はHF帯(3MHz~30MHz)の電波を受信してVHF帯(30MHz~
300MHz)に変換すれば良いんです。
 高性能なものが市販されているんだからこれを買えばいいのに・・・
 いや、それでは「何でも工作実習生」の名が恥じる(いえいえ、ただ貧乏なので
買えないだけです。)

 水晶発振回路を調べてみたところこんな回路がありました。

 部品箱を探してみると回路図のICとは型番がちょっと異なっていますが似たような
ICが見つかりました。
 コンデンサーも丁度いいものはありませんが、近い値のもので回路を組んでみました。
 



回路はブレッドボードに組上げました。



 発信は簡単に起こりました。
 周波数は10MHz(基本波)。 しかし波形はこんなパルス状でした。




 回路に50MHzに共振する回路を追加してみました。



 コイルは紙ボビンに巻いてあります。
 トリマーコンデンサーもオンボロです・・・



 なかなか発振してくれませんでしたが入力側同調回路、出力側同調回路を丹念に
繰り返し調整した結果、50MHzで発振してくれました。
 波形もサイン波のようになりました。



 発信周波数は50MHzです。
 波形がダブって見えるのは作業机の環境が悪くて低周波(多分50Hz)でオシロスコープの
ラスターがブレているためだと思われます。



 これをダブラ―で2逓倍して100MHzにすれば良いんですが・・・
 その前に同じような回路をトランジスターで組んで実験してみます。
 (実験が好きなんですよぉー)
                  続く

Nゲージ鉄道模型工作 - DCモーターの逆起電力波形か? ー

2024年12月29日 09時26分11秒 | 工作実習

2024年12月28日(土曜日) 晴れ

 小型DCモーター(Nゲージ動力台車に組み込まれていた小さなモーター)を
アナログ電源(可変電圧電源)で回す実験をしていますが、供給する電圧は
0.5Vなのに回転し始めると徐々に回転数が上がっていき、端子電圧も上昇
していきます。
 何でこんなことになるの?
 DCモーターは回転中に「逆起電力」というものが発生するんだそうです。
 これが影響してこんなことになるのかも???
 

 回転中のモーター端子の波形です。 こんなに波打ってます。

 

 モーターに供給する電圧は≒0.5Vです。
 この電圧ではモーターは回転しません。
 モーター軸を指でキックしてやると回転し始め、徐々に電圧が上昇し、回転数も
上がっていきます。
 電圧を調整するVRには触れていません。(電圧は≒0.5Vに設定したときのまま) 

 その波形をみていると段々膨らんでいくように見えます。
 この膨らみは何なのだろう? ノイズが乗ってるのかな?


 

 

 その様子を動画でご覧ください。

 

モーターの回転数が一定になったところでモーター端子電圧をOFFにして回転を
停止させました。
そのときのオシロ波形です。 
画面の端から端までの掃引時間は20秒です。

 

 時間軸を10倍に速めてみました。
 端から端までは2秒間です。

 

 更には止めて波形を拡大しました。 画面の端から端までは0.2秒です。
 (オシロの時間軸目盛は10ms)
 規則的なウェーブ状の波形です。

 

 

 時間軸を1ms目盛にしたときの波形です。 何だかSin波形に見えます。
 周期は約3.8msです。

 周期3.8msの波形の周波数は約263Hzです。(あってるかな?)

 

 この波形は規則正しい波形に見えますからノイズではないでしょう。 
 モーターの回転子(電機子っていうのかな?)が回転して発生させているのでは?
    モーター電機子の極数を5とすれば

 263Hz÷5極 = 52.6

 この波形付近のモーター回転数は44回転ぐらいです。(デジカメ動画で確認なので
正確ではない)
 52.6とはそれほどの差はありませんから、電機子が回転して発生させているのでは
ないでしょうか?
 
 モーターを回転させる入力電圧と回転に逆らう「回転数に比例する逆起電力」が
作用しあってこんな状態になるんではないか?

 これがもし、パルス制御(PWM)で回転させたらどうなるんだろう???

 よぅーし、アナログ電圧の実験はこの辺で終わらせてPWMの実験を始めようと
思います。 応援をよろしくお願いします。

                      (続く)


Nゲージ鉄道模型工作 - VRを交換してテストしました ー

2024年12月26日 14時43分51秒 | 工作実習

2024年12月24日(火曜日) 晴れ

 今日はクリスマス・イブだそうです・・・(無宗教?のオイらには関係ありませんが)
 年の瀬が近づいて何かと世話しない気分ですが、 相変わらず、作業机で模型工作用の
小さなDCモーターを回して遊んでいます。(多分お代官さまはご立腹でしょう・・・)

 今までモーターに供給する電圧を変化させて回転の様子を確認する実験をしていましたが
電圧が滑らかに変化せず、VRをちょっと触っただけで電圧が大きく変化してモータが
壊れるのではないか、と思うほどの勢いで回転したりしてうまくいきませんでした。
 
 原因はVRが「ガリオーム化」していたためでした。
 予備のVRに交換したら電圧は滑らかに変化するようになりました。

 でもいきなりモーターを回すのは心配なのでモーターの代わりに「白熱電球(パイロット
ランプ)」を接続してテストしてみました。 

 

 その結果はVR変化に追従してスムーズに電圧は変化してくれました。



 負荷の白熱電球は電圧変化で明るくなったり暗くなったりします。
 オシロスコープのラスター(輝線)はノイズも乗らず表示されています。

 その様子を動画でご覧ください。

 

  白熱電球を付加にしたときは電圧を変化させたときオシロに表示される輝線
(ラスター)はきれいなラインで変化しています。
 一方、DCモーターを付加にしたときはラスターは「ノイズ?」が乗ったような
幅の広いラインが変化していきます。
 DCモーターは何か特殊な負荷なんでしょうか? 
 まぁ、コイル状の(電磁石?)負荷がぐるぐる回ってるんだから特殊でしょう。

  まだ不思議なことがあります。 

 電圧を5Vぐらいにして(このままではモーターは回転しない)手でモーターの
回転円盤を回す(キックしてあげる?)とモーターは回転し始めます。
 そして徐々に回転数が上がり始め電圧も上昇していきます。
 何だかモーター自身が回転数を上げているように見えます。
 (「正帰還」が掛かってるみたいです)
 そしてある電圧で回転数は一定になり、その状態を継続します。

 DCモーターは回転すると「逆起電力」を発生するんだそうです。
  (DCモーターを外力で回してやると「発電機」になる)
 こんな性質のものを負荷にしているんだから単純に測定はできなのかもしれません。

 まぁ、実験はおもしろいのでもうちょっと続けてみます。(続く)