ＨＦコンバータキットの製作 2014年3月29日 ＴＯＳＨＩ 千葉県 ＴＴ＠北海道さまより、ＨＦコンバータ Ｖ１．６を配布して頂きました。 3月21日に黒猫メール便が配達されました。中身を見ると、基板も小さいが、部品はさらに小さい。 マニュアルを見ながら、ステップ毎に確認しながら半田する。 マニュアルの完成度は高い！ ピンセット、老眼鏡（2段重ね）、フラックスで、２晩、合計４時間で完成しました。 購入した部品と基板 基板のサイズは、 ４０ｍｍｘ４８ｍｍ弱 ＣＲのサイズは、１００６ 中身を並べてみました。 電源確認 ＬＥＤの方向も間違えず無事点灯。 動作確認できる所まで、合計４時間、目が疲れた。 半田は、7倍ルーペと、デジカメ画像をPC画面で拡大、DBMが曲がって付いているが気にしない・・・ ＨＦコンバータの動作確認 １． クロックの発振周波数を確認 ＮＨＫのＦＭ放送で、無変調時のスペクトルで、ＲＴＬドングルのクロック周波数を公正する。 ＨＦコンバータの基本動作をざっと確認。良く聞こえる。 ５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、１５Ｍｈｚの標準電波を受信して、１００ＭＨｚの周波数誤差を測定。 ９９、９９９、７７０Ｈｚ と断定しました。 誤差 －２３０Ｈｚ １０Hz以下は不明、2.3ppm クロックモジュールの仕様を見ると、誤差５０ｐｐｍなので、非常に正確です。 ２． ＲＴＬ２８３２Ｕのダイレクトサンプリングについて ＨＦコンバータキットを購入するきっかけとなったのには、２つの理由がありました。 ダイレクトサンプリングでは、サンプリング周波数に起因するイメージ受信のために、 入力信号にフィルタが不可欠で、さらに、ＦＭ放送の広帯域イメージの影響が大きい。 自作ＨＦコンバータも作って見たが、ローカル周波数を手持ちの中から、５０ＭＨｚと７５Ｍｈｚを選択 出力周波数がＦＭ放送帯域になる為に、ダイレクトサンプリングと同様のイメージ対策が必要と なった為に、１００ＭＨｚか１２５Ｍｈｚのクロック発振器を発注しようと、Ｗｅｂで検索していました。 そこで、ＴＴ＠北海道さんの、ＨＦコンバータの配布を知りました。 クロックを発注するのと変わらぬ金額で、全てが揃うとのことで、すぐにメールをお送りしました。-自作コンバータです。 入出力のフィルターと整合ＰＡＤは、 半田面についています。 ＤＢＭは、ＭＣＬ社のＴＵＦ－２ ＯＳＣを５０Ｍｈｚから７５Ｍｈｚまで 様々変更、都度、出力の フィルターを作り直したが満足できず。 周波数逓倍も試しましたが 基本波のフィルタが難しい。 ＲＴＬ８２３８Ｕを使った、ＤＴＳ－３０５を改造して、ダイレクトサンプリングに トランスは、１ＧのＬＡＮコネクタを、 分解して取り出したコアを、 ２個重ねて、トリファイラ５回巻き 線材は、０．０５ｍｍUEW 低域は、１５０ｋHzまで確認 高域は、１００MHzまで確認 ＤＴＳ－３０５のチューナーＦＣ００１３は、ＧＡＩＮの設定範囲が狭く、また、ＲＴＬ２０３２Ｕでの サンプリングが、ゼロＩＦ方式の為、改造対象となりました。 SDR＃では、受信センター周波数のDCオフセットが取り除けない。 Ｒ８２０Ｔは、ＧＡＩＮの調整範囲、受信周波数範囲、ＩＦ周波数が、ゼロでは無いので コンバータ用の親受信機に選定しています。 設定により異なりますが、IFが３．５７MHｚ位になるようです。 ダイレクトサンプリング AGC OFF フィルターなし フロアノイズ -60dB ５９４ｋHz －２６ｄB ６９３ｋHz －２５ｄB ８１０ｋHz －３５ｄB ９５４ｋHz －３７ｄB １１３４ｋHz－４１ｄB １２４２ｋHz－１２ｄB １４２２ｋHz－１６ｄB アンテナは、１．８ｍ電圧給電モノポール RTL２８３２UのGAINは控えめ（２７ｄB? 民放７局が見えています。 ダイレクトサンプリング AGC ON フィルターなし フロアノイズ -55dB ５９４ｋHz －０ｄB ６９３ｋHz －７ｄB ８１０ｋHz －３５ｄB ９５４ｋHz －２１ｄB １１３４ｋHz－２２ｄB １２４２ｋHz－０ｄB １４２２ｋHz－０ｄB AGCをONにすると、受信局のノイズが 目立ちます。 受信音は、殆ど変りません。 ダイレクトサンプリング AGC OFF ＢＰＦ挿入（０．５から１Ｍｈｚ） ＲＴＬのＧＡＩＮ ７．５ｄＢ フロアノイズ -55dB ５９４ｋHz －１３ｄB ６９３ｋHz －１７ｄB ８１０ｋHz －３４ｄB ９５４ｋHz －２９ｄB １１３４ｋHz－４４ｄB １２４２ｋHz－２２ｄB １４２２ｋHz－３４ｄB Lを三個でBPFを作成 ２MHｚで、－５０ｄB以上の性能 アンテナは、４０ｍ用ダイポール 入力電力が大きいと、ノイズが増えます ダイレクトサンプリングで、MWを聞くには、RTL2832Uのゲイン調整が不可欠です。 アンテナは、平衡型のダイポールや、同調型のループアンテナを、家電のノイズから離すのが吉です。 ３MHｚ以上のHF帯は、１３MHｚまでは、同調型のアンテナならOKですが、これ以上の帯域は、 FMのイメージや、２８．８MHｚの折り返しイメージの為、BPFが必要になります。 たくさんのBPFを作りましたが、満足できる特性にするには、多くのBPFを切り替える必要がありました。 ３． ＨＦコンバータの動作状況 ＨＦコンバータの出力特性 入力を５０Ωでショートして出力を観測 出力側がＨＰＦの為、ＬＯの２倍が見えている。（ＤＢＭの終端方法の影響？） でも、「そんなの関係ない？？？」 ＬＯの漏れは、それほど大きくは無い 出力側にＬＰＦを追加するかもしれない。 ３ｄBパッドとLPFの双方の挿入損失を 考えると、今のままで様子を見ます。 今の時点では、 受信範囲で問題となる部分はない 良く出来ています。すごい！ ＨＦコンバータの変換特性 変換損失は、問題なし。 （1422kHzで、－８．３ｄＢ） コンバータ出力 ９９，５ＭＨｚから１０２Ｍｈｚ アンテナ入力 ０ｋＨｚから、２．５ＭＨｚ 余分なスプリアスは観測されません。 アンテナは、電圧給電モノポール 家電のノイズが被っています。 ４． 実際の動作状況 実際にアンテナを接続して、様々な周波数を聞いて見る。 ＳＤＲ受信のテクニックは、チューナーとデコーダーのＧＡＩＮ設定にあります。 ８ビットのＡＤコンバータの能力を考慮して、調整します。 ＨＦコンバータで受信してみると、なかなか良い感触です。 ＴＴ＠北海道さまに感謝！！ HFコンバータ AGC OFF RF GAIN ０ｄB フロアノイズ －５８ｄB HFコンバータ AGC ON RF GAIN ０ｄB フロアノイズ －４５ｄB AGCをONにしても、ノイズの増加が少ないので、聞きやすい。 強力な中波放送ＢＡＮＤも破綻しないで受信可能です。 聞こえ方は、アンテナ次第です。同調型のループアンテナをお勧めします。 家電製品から出る、５０Ｈｚの高調波や、インバータノイズから逃れる事が重要です。 でも、MWは、ホームラジオにも魅力がある。これを聞きながら、トランジスタラジオでも作るかな。 HFコンバータ 昼間の６MHｚから７．４MHｚ ４０ｍダイポールアンテナ RF GAIN ０ｄB フロアノイズ －５５ｄB ダイレクトサンプリング 昼間の６MHｚから７．４MHｚ ４０ｍダイポールアンテナ RF GAIN ０ｄB フロアノイズ －５５ｄB FM東京（８０MHｚ）のかぶりがありイメージノイズが多い 入力にバンドパスフィルターが必要 HFコンバータは、ダイレクトサンプリングより、６ｄB程度GAINが高い 周波数変換損失が、原理的に－６ｄＢ程度あり、ダイレクトサンプリングが基本的にＢＰＦが必須なことを 考慮すると、ＨＦコンバータの優位性は確かだと思います。 変換損失が、前後のフィルターを含めて、－８．３ｄBなので、良いバランスのコンバータです。 １００ｋHz以上の受信では、このコンバータをお奨めします。 １０MHｚ以下では、プリアンプは不要です。 効率の高いアンテナとアッテネータが、切り札だと思われます。 ダイナミックレンジが４０ｄB程度とは思えない感度で受信できます。 ダイレクトサンプリング 昼間の６MHｚから７．４MHｚ ４０ｍダイポールアンテナ RF GAIN ０ｄB フロアノイズ －６０ｄB LPF（FC=13MHｚ）を追加、FMは消えたが、スプリアス（イメージが多い） BPFが必須と判断される ＨＦコンバータ ケースに入れないと、この部分に、ＦＭのイメージが残ります。 簡易ケースでは、約５ｄＢほど改善することが確認された（シールドケースは必要です）。 電源やケーブルからの回りこみが残るが、気にならない範囲と思われます。 １０ＭＨｚから、１５ＭｈｚにＦＭ放送のイメージが僅かに観測される。 この部分については、使いながら考えようと思います。 ダイソーのブリキ缶ケースに入れるか、せっかくなので、市販の良いケースに入れるか 楽しい悩みです。 尚、RTLドングルには、延長ケーブルがお勧めです。短くても良い。EMIコア付きならGOOD！ ダイレクトサンプリング ２１MHｚから２２．３MHｚ 昼間 ４０ｍ／１５ｍダイポール ２１ＭＨｚにＦＭ東京のイメージがある、２１．８ＭＨｚ周辺は、７Ｍｈｚのイメージ（反転） ＨＦコンバータに変更すると、イメージは、殆ど消える ＡＧＣを全てＯＮにして、最大ＧＡＩＮ状態 アマチュア無線のＤＸが良く入感している、春になって、コンディションが上がっている。 ２０MHｚ以上では、プリアンプが有効になってくるかもしれない。 BPFと組み合わせて、NFを稼げる可能性がある。 R820Tの公称NFは、３．５から４．５ｄBと言われている。 ２SC1815と２SA1015のプッシュプルでも、ノイズマッチを検討すればいけるような気がする。 だが、安易な、ゼロバイアスの２SK241も捨てがたい。 もう少し、楽しめそうです。この無駄な時間が、趣味の至福な過ごし方とおもいます。 ＨＦコンバータの通常使用状態 １５ｍダイポールアンテナ ＲＴＬＡＧＣ＿ＯＮ チューナーＡＧＣ＿ＯＦＦ チューナーゲイン ２９．７ｄＢ すばらしい、何でも聞こえる（広帯域レシーバは不要か？） ＨＦコンバータ １０ｍバンド アンテナ 垂直ホイップ１．８ｍ サンプル帯域 ２０４８ｋＨｚ ＨＦコンバータキットの完成度は非常に高いと思います。 格安で配布して頂いた、ＴＴ＠北海道さまには、様々なご苦労もあると思いますが、 久々の感動に浸っています。ありがとうございました。 ＴＯＳＨＩ 千葉県
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