28-50MHz AM/FM Transceiver (7)

いよいよ肝であるVFOとMPU部分である。

DDS回路図

【VFO】

　VFOにはDDSを採用した。すでに幾つかのサイトで紹介されている中華製DDS基板である。多少問題もあるようであるが、価格から見れば使わない手はない。今回はAD9851を使用している。AD9850でも可能であるが、上限に近いことや基準発振器に問題がありそうなことからこちらとしたのである。この基板でもスプリアス等は気になるところであるが、取り敢えず採用してみて問題があるようならそのとき検討することとしている。

　尚基板上のローパスフィルタは、AD9850の基板と同じく問題があるのでLとCは交換している。この基板にはLPF付きと何も付いていない出力と2系統の出力がある。そこでLPF付きの出力を受信用VFOとし受信MIXに送っている。何も付いていない出力には外部にLPFを付加して送信用に使用している。どちらも出力は-6ｄBmである。

　スプリアスや信号の純度に関しての実際の使用感については、次回報告する予定。

　この基板の詳細については、NET上に幾つか報告されているので参照願います。

MPU回路図

【MPU】

　DDSのコントロール、液晶表示のコントロール、ロータリーエンコーダー及び各種スイッチのコントロールにMPU（Atmel ATmega168）を採用した。開発言語は、BASCOMのBASICである。

　今回の特徴的な部分は、Power-ONのコントロールである。AFボリュームのスイッチでONとなるが、スイッチをOFFしたときにいきなり電源OFFするのではなく、終了処理をCPUで行った後電源OFFとなるようにしてある。

　終了処理とは、現在値をCPUのROMに書き込むことである。これを立ち上げ時に読み込み、次回Power-ONの時、前回終了時の周波数、モード、エンコーダーステップで立ち上げることができる。状態変化があった時点でROMに書き込めばよいと思うが、ROMの書き込み回数の保証が10万回となっているため、これを回避する手段として、電源OFF時にこのような処理を行っている。　もっとスマートにできる方法があると思うが、私の能力では、このような回路しか浮かばなかった。

　ロータリーエンコーダーは、今回光学式のものを使ってみた。これは、以前廉価なメカニカルの場合取りこぼしが多かった為である。結果としては、やはり光学式のほうがメカニカル式より取りこぼしが少なかった。少々高いのが問題ではあるが。

　分解能は25P/R。もう少し細かいほうが良いのだが、FM,AMならばそんなに国はならない。SSBであれば数百欲しいところである。

　スイッチは5個（周波数ステップ、バンド切り替え、モード切替、VFO/メモリー切り替え、メモリー書き込み）である。

　いよいよ次回完成報告とする予定である。

28-50MHz AM/FM Transceiver (6)

　ここのところ引越等大きく環境変化があり、工作は休業状態であったが、やっとのことで落ち着いてきた。まだ完了ではないが、どうにか工作が出来るまでになってきた。
　2ヶ月も工作をしていないと、前回までのことをかなり忘れている。
一応送受信が出来る状態であったが、変調に問題があった。
FM変調では変調度（デビュエーション）が小さい。AM変調ではマイナス変調で音の歪みが大きい（多い）ようである。今回はこれの対策を行うこととした。

FM改造回路図

【FM変調改造】
FM変調では変調度（デビュエーション）が小さく、モニタすると音が小さい。波形を見ると周波数変化が±1KHzがやっとであった。スーパーナローで±2.5KHzは必要である。オーディオ信号を大きくしてもこれ以上広がらない。根本的に見直す必要がある。
　そこで変化量を上げるためにバリキャップダイオードを直列に2個使用し変化量を稼ぐようにした。また、発振用FETをトランジスタに変更した。これによりどうにか安定して±2.5KHzの変化量を確保できた。この辺りは多分に手探りであった。機会を見て再度水晶発振回路を検討してみる予定。最終回路は図を参照願います。

改造前

改造後

【AM変調改造】
 AM変調は予想通りマイナス変調で、音質が歪っぽい。最初トランシーバーのラジケータを見ていたのだが、音声を入れればプラスに振れるのでマイナス変調とは思っていなかった。しかし熱伝対式POメータでみてみたら見事にマイナスに振れる。これはピーク検出と平均電力の違いであることに気づいた。
　ファイナルアンプへの直接変調の場合、マイナス変調の原因はオーバーモジュレーション、励信電力不足等であるが、低電力での変調の場合は、まずどの段階で発生しているのかを調べていく必要がある。今回の場合、まず変調用IC　TA7069での波形を見てみるが問題ない。続いてミクサー。ここも問題なかった。結果リニアアンプ部分で発生していた。その波形は写真のようなものである。ピークでの波形が見にくい形となっている。波形として見たのはこれが初めてである。
この時の出力はMAX4Wで変調最大で２W程度まで落ちる。
　今回のリニアのMAX性能は10W弱である。４W出力時に100%変調した場合。電圧で倍　従って電力で４倍の能力が要求されることになる。それは16Wである。従って最大能力を超えることになる。
　従って今回その対策はどうするかといえば、最大出力能力を上げることは無理であることから、入力レベルを下げることになる。最終的には２W出力時まで下げる必要があった。２Wで４倍８Wでリニアアンプ能力内に収まる。このため最終的にはバンドパスフィルタとリニアアンプ部の間に3dB程度のアッテネータを入れることになる。

AM改造前出力波形

２W出力時波形

　さてAMで２W出力はどうなのだろう。実用的にはどうかである。実際に別のトランシーバーでローカル局に協力を頂き試してみたが、ノイズレベルとの兼ね合いで大きく影響している。基本的にノイズはAM成分が多いため、これが重なってくるとかなりきつくなってくる。同じ出力であれば、SSB,FMのほうが圧倒的に有利となる。ならば何でこんなもの作っているのであろう。といったらオシマイダ。

次回はいよいよVFO（DDS）とコントロール回路となる。