2016年9月18日日曜日

7MHz PSN-SSB Transceiver

 TFT液晶を使ったDDS-VFOを作ったが実際に使っていないこと、またCYTECのPSN-SSBジェネレータを作ったことから、これらを使用したトランシーバーを作り始め、一応完成した。
 PSNジェネレータが送信専用なので、受信部は、一般的シングルスーパーとした。これには今まで実験した時に作った基板を流用した。

7MHz SSB Transceiver with TFT-LCD)

【送信部】
 送信部は基本がCYTECのPSNジェネレータキットで出来上がている。周波数は9MHzである。これを7MHzに変換しリニア増幅する。

送信部(Trancemitter)


  1. PSNジェネレータ
      これはCYTECのキットで資料はCYTECホームページで見られるため、興味のある方はそちらを参照願いたい。(http://www.cytec-kit.com/DL_Failes/rakuda/9MHz%20PSN-Type%20SSB%20Generater.lzh
      出来栄えとしてはサイドバンドサプレッション 30dB位 キャリアサプレッションは70dB以上であった。その昔SSB黎明期にメカフィルやクリスタルフィルタが高価でなかなか入手できない頃、先人たちは一生懸命PSNを作られたことを思い出す。当時は私もまだまだ駆け出しで、とてもまねのできない技術であったことを思い出す。AF-PSNもB&Wで2Q4という物が販売されていたようである。 今回汎用品を使用したキットとして入手できたお陰で初めてPSNを体験することになった。(CYTEC 内田さんに感謝である)
     またこのPSNはナガート型と言われるタイプであるが、昭和44年に発売されたCQhamradio別冊「SSBハンドブック」にJA7LK 高橋OMが詳しく書かれている。

  2. 周波数変換部
     9MHzのSSBを7MHzに変換するため、VFOを16MHz台としている。16-9MHzとなるのでSSBは反転する。従ってジェネレータはUSBとし返還後7MHzLSBとしている。
     変換にはダイオードリングパッシブDBMの既製品(R&K M54)を使用した。そのためLo入力には7dBm程度必要なので、DDSからの信号をFET(2SK125)で1段増幅して供給する
  3. 段間増幅
     ジェネレータ出力は-15dBm程度であり、変換出力は-21dBm以下となる。これを最近気に入っている2SK125x2カスコードアンプで20dB近く増幅する。この上部FETのゲートに与えるDC電圧でゲインがコントロールできる。これをパネルに取り付けパワーコントロールできるようにした。
     その後RD00HHS1でMAX300mW程度まで増幅させている。このRDシリーズのパワーFETは、以前ブログで紹介したものだ。素直に力強く増幅してくれる。
  4. リニアアンプ
     これも以前ブログで紹介しているが、今回も素直に働いてくれている。RD16HHF1PPでMAX20W近くまで出力している。さらに入力を増やせば30W近くまでいける。近いうちに再度このFETについて追加実験をする予定である。今回は最大出力15Wに調整した。

  5. 出力メーター
     今回のTFT液晶表示にはSメータとともに出力表示ができる機能がある。検出は最終LPFの出力部から抵抗分割で拾いダイオード検波している。当初これを直接arduinoのアナログ検出に入力したが、動作が早く一瞬しか表示してくれなかったため、AGCと同様にOPアンプのバッファを設け入力にコンデンサーと抵抗によるディレーを設けることにより見やすくさせた。
【受信部】
 受信部はシンプルなシングルコンバージョンである。
受信部(Receiver)

  1. RF増幅
     2ポールBPFのあと2SK125x2カスコードアンプによるRF増幅を設けている。これは送信部に使ったものと同じである。やはりゲート電圧のコントロールをパネルに設けRFゲイン調整とした。7MHzなのであまり増幅しなくても十分なで、ゲインコントロール最小でも十分と思われる。可変範囲は15dB弱であった。
  2. 周波数変換部
     ここにはSN16913を使用したアクティブミキサーとしている。これは以前実験で使用したもので、外付け部品が少なく、且つ変換利得が得られる。当然IM3には不利だと思われるが、IF増幅等の負担を減らせることも考慮し採用した。但しこのICはとっくにディスコンとなっており入手は難しいと思う。VFOの入力は-6dBm~0dBmがいいようであった。
  3. フィルタ
     フィルタも以前ブログで紹介した8pol_chebychevを使用。

  4. SSB検波
     検波は、これも以前のTEST受信機で作ったuPC1037HAを使った。素直に動いて音も良いようだ。
  5. キャリア発振
     これも流用品。特に解説の必要もないと思う。LSB用とUSB用がある。
  6. AF
    これもジャンクラジオの部品でカーステレオなどによく使われたICでTA7204Pで5W位の出力がある。
【TFT VFO】
 最近Arduinoを始めて、このDDS-VFOを作った。その最初の実用品である。今回モード変更は使っていない。その他の機能については全て使用している。SメータやPoメータの表示もどうにか使えそうなことが判った。ただ、ある程度ハードで検出信号を加工したり、スケッチ(ソフトウェア)を変更したりと多少ノウハウが必要で、誰でもすんなりとはいかない。もう少しインターフェース等標準化したいと思う。
TFT DDS VFO
  1. DDS
     DDSは例によって中華製のAD9850を使用している。基準水晶発振器は125MHzを外し46MHz台の手持ちのものに変更している。これはユニットについているものが異常に熱くなることと消費電流が大きいからだ。どうも3.3V用ではないかと思う。試しにこのDDSユニットを3.3Vで動作させても問題なく動作している。なお水晶発振器の変更に伴いArdunoのライブラリー変更が必要だ。この辺りも多少ハードルが高いかもしれない。
  2. 周波数設定
     今回送信部と受信部は独立している。その為送信用VFOと受信用VFOでは発振周波数が違う。このためArduinoのスケッチにおいて送信用と受信用別々にシフト周波数を設定している。これをきっちり合わせないと送受信で周波数が一致しない。ある程度計算で出せるのではあるが、最終的にはモニタしてもらい誤差確認をせねばならない。
【動作】
  実動作はまだ受信部のみで送信部はダミー送信のみである。受信感度は十分と思えるが、IF段のMC1490がどうもノイジーで少しうるさい。
 送信部はモニタでは一応SSBになっている。近々ローカル局にモニタしてもらう予定である。 数十年無線をやっているが、PSNは初めてである。感動ものである。
 また今回使用しているArduinoによるTFTカラー液晶表示は実に綺麗だ。今までキャラクタLCDの16文字x2行表示とは比べ物にならないほど、きれいで情報量も多い。キャラクタLCDには戻れないかもしれない。まだ沢山在庫してしまっている。使い道を考えねば。

 受信のみ動作をyoutubuにアップしました。
 以下に回路図を掲載するが、記憶で書いているので、ミスがあるかもしれません。参考程度としていただければ幸い。不明点があれば、コメントかメールでお願いします。
受信部回路図(schematic Receiver)

送信部回路図(schematics Transmitter)

VFO回路図(schematics VFO)





 


4 件のコメント:

Akio Mizuno さんのコメント...

SSBジェネレータの投稿からトランシーバ完成まで早いので、驚きます。

Matsuura Ryuu さんのコメント...

水野さん コメントありがとうございます。
もともと実験で作った基板がいくつかあったので早くできました。
今朝JH8SST/7さんとQSOできました。どうにか実用になったようです。

Mikele Martincic さんのコメント...

Hello Matsura ,maybe also i starting with this transcivier ,i like it.Pls tell me how much coast this generator ssb in euro or us dollar ?many thanks in advance ,73 de 9a3xz

Matsuura Ryuu さんのコメント...

Hi,Mikele
This PSN-generator was bought at a Japanese kit shop.
http://www.cytec-kit.com/shop/shop_main.htm
(\7800 Japanease YEN)
I don't know whether it's sold to foreign countries.
There is also only Japanese a manual.

73's
JA2NKD