JA1QVM

アマチュア無線機とアンテナを作ることそして温泉が大好き。
・・・その2で、CW用のフィルタとしては帯域が狭すぎて「ダメ」を確認しました。
実用レベルとしては 200Hz/-3db 前後の幅は欲しいところです。
と云う事で今回は 800Hz のフィルタを新に作り、シリーズに繋げてみます。
・・・スタガー接続と云うらしい・・・

F0=800Hz
A0=1
Q=15
C0=C1=C2=0.01μF
この設定で計算した R1,R2,R3 の値と、実際の周波数特性を下に貼って置きます。

R1=298k(150+150)  R2=0.664k(0.47+0.2VR)  R3=596k(330+220+47)
イメージ 1
細かな周波数設定は 0.2kVRで合せますが、綺麗に 800Hzに決まりました。

そして前回の 1000Hz・・・
イメージ 2

2個のフィルタを単純に 1000Hz--800Hz の順で繋げた結果を下に・・・
イメージ 3
お互いのスカート特性が影響しあうので難しいです。
ゲインがかなり下り、帯域内リップルも 5db 程有り不満ですね。

ここでお互いの R2 に付いている VRを調整して、周波数を内側に寄せます。
その結果・・・
イメージ 4
中心周波数: 900Hz    
バンド幅特性:180Hz/-3db
バンド内リップル: -3db

かなり良さげですが、通過帯ゲイン: -13dbは一考を要します。
おそらく2個のフィルタゲインを[2]にすれば 6db+6db=12db で上手く行くはず・・・かな?

回路図を下に・・・
イメージ 5
当然ですが、2個目フィルタ (800Hz)の R1,R2,R3 は図では R4,R5,R6 に相当します。

さて此処で問題発生です。
最終目標はあくまでもCW用フィルタです。
最近、歳のせいかCW信号を 500Hz 前後で聴く様になりました。
このままの周波数特性では私には向いてないです。
「ん〜ん、折角綺麗なバンドパスなのに・・・」
と云う事で、次回は 400〜600Hz のバンドパスフィルタに挑戦します。
・・・「そんなの、単に周波数設定を下げれば良いんだろう」・・・
やれば解りますが、ソンナ簡単事では有りません。
次回をお楽しみに。   by    JA1QVM

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朝から暑くてウンザリしてます。

前回に決めた基本的定数を書いておきます。
F0=1000Hz
A0=1
Q=1,2,5,10,15
C0=C1=C2=0.01μF
R0=15.9kohm

配線図を又・・・
イメージ 1
R1,R2,R3の値は、「その・・・1」の2,3,4式で決めますが、中途半端な数値になるので、何本かの抵抗で合成します。
特にR2は周波数に対してシビアになるので直列にトリマ抵抗を抱かせます。
C1,C2も正確さを求められますから、ソレナリの物を容量を測定して使います。
イメージ 2
使った容量計は・・・
イメージ 3
秋月のキットですが重宝してます。

では「Q」を1〜15まで変化させた時の周波数特性とR1,R2,R3値を下に貼っておきます。

Q=1  R1=15.9k(15+1)  R2=10.6k(10+1kVR)  R3=31.8k(22+10)
イメージ 4
R2に付随してるトリマVRで1000Hzに調整していますが、ブロード過ぎて・・・因みにスパンは 200〜2000Hzのリニア表示(対数ではない)です。

Q=2  R1=31.8k(22+10)  R2=4.24k(3.3+1kVR)  R3=63.6k(47+15+1.5)
イメージ 5
少しフィルタらしく成ってきました。

Q=5  R1=79.5k(47+33)  R2=1.61k(1+1kVR)  R3=159k(150+10)
イメージ 6
此れ位になると、何かに使えそうですね。

Q=10  R1=159k(150+10)  R2=0.797k(0.47+0.5kVR)  R3=318k(220+100)
イメージ 7
此れ位が良いのでは・・・

Q=15  R1=239k(220+22)  R2=0.531k(0.47+0.2kVR)  R3=477k(330+150)
イメージ 8
素晴らしいです、でも単独では鋭過ぎて・・・

結果はCW用フィルタとしては複同調にせざるを得ないと云う事です。
次回から実用レベルの複同調の実験をします。

今回の測定はウェーブジェネ[WG]とウェーブスペクトラ[WS]を使いました。
素晴らしいソフトをフリーで提供してくれた方に感謝です。

by    JA1QVM

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趣味でアマチュア無線を楽しんでいます。
そして、ゴクたまに外国と電信(CW)で交信することがあります。
強い信号で簡単に出来れば良いのですが、私の場合は殆ど酷い混信のなかノイズに埋もれたCW信号を相手にします。
まあ其れが面白くてやっています・・・
無線機もソレナリのモノを使っていますが、もう少し選択度が有れば混信から逃げれるのにと良く思います。
数年前にオペアンプを使ったバンドパスフィルタ(BPF)を付けました、でも手抜きをしたせいか、性能が今一です。
今回は腰を据えて、基本からオペアンプBPFについて考えてみたいと思います。
偉そうな事を云ってますが、素人の戯言ですから・・・

さてオペアンプを使ったBPFは色々有りますが、私は[多重帰還型]を利用します。
基本回路を下に・・・
イメージ 1
回路は至って簡単ですが定数を決めるのは大変です。
でも今回は「腰を据えてじっくり」ですから、私でも解る程度の算数(計算)をしてみます。

F0:中心周波数・・・フィルタを作るにあたり一番の基本です。

Q:f0/BW・・・中心周波数を帯域幅(-3dbだと思う)で割った値で大きいと帯域幅は狭くなる。

A0:通過帯域利得・・・尖頭値ではなく帯域幅内の利得なのでしょうか?

C0:基準容量・・・R0とコンビを組みF0を決定します

R0:基準抵抗・・・C0とコンビを組みF0を決定します

C0/R0の関係式は下記になります。
R0=1/(2π・F0・C0)・・・・・1式

では具体的数値を決めてみましょう。
F0=1000Hz
Q=1,2,5,10,15・・・Qの違いがどれ程のものか知りたくて、5種で試します
A0=1

C/Rは無限の組み合わせが可能ですが、周波数に合った常識的数値を使います。

C0=0.01μF
R0=15.9kohm・・・1式による計算値

回路図の C1,C2 は C1=C2=C0 とします(何故そうなるのか深く考えません)・・・興味のある人は専門書をどうぞ。

R1=R0・Q/A0・・・・・2式

R2=R0/[2Q-(A0/2Q)]・・・・・3式

R3=2・R0・Q・・・・・4式

上記3個の式により R1,R2,R3 が決定されます。

しかし、古希を迎えた爺さんにとって、この算数(計算)は大変でした。
でも、自分で計算した数値を使ってソレナリの結果が出ると楽しいです。
後はQの違いによる R1,R2,R3 の計算値を使い実験するわけですが、それは次回にします・・・疲れたよ〜。

最後に途中の写真を・・・
イメージ 2
4個のオペアンプの内1つをボルテージフロアとして使い、信号源インピの影響を消しています。
次回も宜しく。   by    JA1QVM

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埼玉の片田舎の一戸建て団地に住んでいます。
小さな庭があり、昔は芝生や草木など楽しく手入れをしていました。
ウサギを放し飼いにしてた時期も有ったのですが、それも死んでからは・・・早い話が荒れ放題です。
カミサンが小さな家庭菜園をやっているのが唯一の救いでしょうか。

かなり昔から、その庭に何か小動物がいる・・・トカゲを確認していました。
向こうも直に逃げますから、マジマジと観察は出来ません。
それが、つい最近バッタリとお見合いをしまして、しかも白いプラスチック容器の裏底です。
逃げるだろうと見ていたら、中々逃げません。
小声とジェスチャーでカミサンにカメラを持って来るように頼み、何とか撮影できました。
イメージ 1
日光浴でもしているのでしょうか?
ズームアップしてみます。
イメージ 2
トカゲも「いい加減にしろよ」と云う事で此処までが限界でした。

子供に話したら、昔〜し何匹か庭に放した事があるそうです。
トカゲの寿命は分かりませんが、おそらく何代も続いて来たのでしょう。
害虫を食べてくれることだし、大切にしたいと思います。
・・・でも、部屋に入ってくるのは嫌だな〜・・・一度ありました。

by    JA1QVM

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一応、高周波2信号発生器が組み上がりました。
下に写真を・・・
イメージ 1
製作スタート時点では共振回路は必要無いと考えていましたから、基板は小さいです。
・・・それにしてもギュウギュウ詰めで酷いもんだ・・・

折角作ったのですから測定器として使えるかどうか?確認しなくてはいけません。
高性能のスペアナで視れば一目瞭然ですが、あいにく年金暮らしの一般ピープルにとって、其れは高嶺の花です。
・・・古い低性能のスペアナは有ります・・・

取りあえずオシロで波形と出力電圧を観測してみますが、全て 50ohm負荷です。
イメージ 2
こう云う波形を此処に貼ると、たまに「お前の測定器はキチンと定期的に校正してあるのか?」とノタマウ人がいます。
まぁ、一アマチュアの戯言としてご勘弁下さい。

片方の Xtalを短絡して、一方のみの波形は・・・
イメージ 3
計った様に、波高値は半分のほぼ 100mVになりました。

さて此れから一番肝心の歪の測定をします。
普段使っている受信機に付随してバンドスコープなるモノが有ります。
殆どスペアナ(正確にはスイープして無いのでFFT)として、私と人様の電波の質を観測してニヤニヤしますが・・・よく交信の相手局に電波の質を視てくれと頼まれるので、多少は有意義かな?・・・今回はそれで視ます。

ATTで 7mVまで減衰させて受信機に入力します。
イメージ 4
受信機側からみると、此れは S/9+40dbの単一信号が2波と云う事になります。
因みにSメータ上の S/9は実効値 50μV(波高値 70μV)/50ohmです。普段は此れを越える強い信号は観測されません。
画面を見れば解りますが、IMDは -80db以上です。
当然ですが此の数値は、高周波発生器と受信機の両方が此れ以下の性能では観測されません。
と云う事は、今回の面白半分で作った「高周波2信号発生器」は最低でもIMDが -80db以上取れている優れものですね!ヨカッタ・ヨカッタ。

さて、肝心の受信機の2信号特性を入力レベルを上げて観測しました。
ATTを 10db落とし 22mV/50ohm入力です・・・
イメージ 5
流石にIMDは -70dbです。
次は更に 10db落とし 70mVに・・・
イメージ 6
かなり悪化しましたが、其れでも -50dbですね。

結局、最後は自作受信機の自慢に終ましたが、楽しかったです。
by    JA1QVM

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