2018年2月11日日曜日

mcHF SDR Transceiver version up (Ver 2.9.0)

Although mcHF was just completed, there was information on upgrade of UHSDR firmware from JA2GQP.
New Version 2.9.0 (10 Feb.2018)
I upgraded it immediately.
Although there are many changes, the display of spectrum scope and waterfall is diverse. You can change the color of the bandwidth according to the mode as shown in the picture. It is easy to use.
For details, please refer to UHSDR.

Let's enjoy homebrew.
73's JA2NKD Ryuu

2018年2月9日金曜日

mcHF SDR transceiver

昨年買っておいた「mcHF SDR Transceiver」をやっと製作した。
このトランシーバーはイギリスの無線家 M0NKA が開発したSDRトランシーバーだ。海外では非常に人気が有り、youtubeにも多く投稿されている。以前から使ってみたいと思いながら見ていたが、昨年やっと入手した。キットにはフルキットとチップ取付済みのものがあったが、よる年波でチップ取付済みのものを購入。キットは基板キットであり、ケースはない。使用しているケースはAliで購入した。この手のものは中華ですぐ商品が出てくることにはほとほと感心する。以下の写真は製作前のケースとmcHFキットである。

【 仕様 】
概略以下のようなものだ。詳しくはmcHFのHomepage等を参照されたい。

  • Bands :80, 60, 40, 30, 20, 17, 15, 12 and 10 meter amateur bands
  • Output:0.5,1,5,10W(28MHzでは7W位)
  • Mode : CW,AM,SSB,FM,RTTY,Digital-mode
 又、CATコントロールにも対応している。まだ他にもあるかもしれないし、ファームウェアのバージョンアップで色々な機能が追加されるかもしれない。進化していくトランシーバーと言える。
 ブロックダイアグラムは上の画像のようになっている。

【 製作 】
  製作に当たっては、M0NKAのホームページにマニュアルが掲載されていることと、今までに製作された無線家によってい色々なインフォメーションがNET上にUPされているので、それら資料を良く読んで製作すれば出来上がる。再現性は高いと思う。
 一番の難関は、ケースである。このケースはバージョン04,05用であるが、購入したmcHFはバージョン06であった。内部シールド板に多少の加工が必要である。それほど難しい加工ではない。また、コネクタ、ジャック、LCD,スイッチ等は基板直付けなので、ケースとの整合を検討しながらハンダ付けをおこなう必要がある。ケースの精度は少々甘いと言わざるを得ない。これらについてもNETを探れば多少の情報は得られると思う。
LCDはコネクタで取り付けられるようになっているが、これを使うとケースには収まらなくなるので注意。基板直付けとした。
 基板にスイッチ、ロータリーエンコーダー、コイル、LCD等を取り付けたところ

【ファームウェア】
  流石にマイクロプロッセッサーを使ったトランシーバーなのでソフトウェアを入れないと動かない。ファームウェアにはいくつか種類があるようだ。本家では総てを公開しているので、これを元にしたものがNET上にある。
 私はDF8OEによるUHSDRというファームウェアを採用した。このファームウェアはバージョンアップしたときに、そのプログラムをパソコンからUSBメモリーにコピーし、mcHFのUSBに差し込んでPowerONすることにより更新出来るという優れものである。

【 動作 】
 動作状態の一部を紹介しよう

PowerONしたときの画面。バージョンが表示される。現在は2.7.xxがUPされているが、様子を見て落ち着いたときにバージョンアップしようと思う。

 受信状態である。下部にはスペクトラムがリアルタイムに表示されている。勿論受信音も出ている。FT-991を持っているが、同時動作は出来ない。FT-991Aで同時動作となったが。
1スパンが3KHzなので受信音の音声スペクトラムが見られる。これで信号の帯域幅や
高音低音の強度もイメージとして判断できる。入力信号のレベルもデシベル表示できる。精度も高く標準信号発生器と比較して1dBの誤差であった。勿論アジャストできる。
 もうこれは測定器として使えるレベルと言えるのではないだろうか。
 スペクトラム表示はスイッチ操作で簡単にウォーターフォールに切り替えられる。実に楽しいトランシーバーである。
 メニューを表示したところである。これは一部でスクロールさせるとまだまだ多くの項目がある。まだすべては理解できていない。

 これは出力設定のメニューである。バンド毎に出力が5Wになるように右端の数値で調整する。これでバンド毎の誤差がなくなる。これを基準に1W,0.5Wと自動的に調整される。出力レベルまでマイコンにより調整されている。さいきんのメーカー製では当たり前だが。
まだまだ紹介したい機能は沢山あるが、きりがないのでこの辺りにしておく。

【 後記 】
 実際に使用してみるとそのすばらしさが更に増幅される。実に遊べるトランシーバーである。最近判明したのだが、周波数表示のシフトやPTTの遅延機能があり、簡単にトランスバーターに対応できる。50MHzなどのおやきに使うのもいいと思う。最近ebayで安価なリニアが販売されているのでこれを作ってみようと思う。(下の写真参照)
 
 今回製作にあたっては、先行して製作されたJA2GQP OMに助けられながらの製作であった。OMには大いに感謝である。
 mcHFは現在07バージョンとなっており基板が大幅に変更されている。これはデザイン的にも優れており、もう1台購入したいと思う。
 このような素晴らしいキットを開発、販売されているM0NKAには感謝である。国内でもこのようなキットメーカーが現れることを期待したい。

73’s DE JA2NKD

 





2018年1月21日日曜日

Knobless Wonder 21MHz Version

 7.160Mhz,7.2Mhzのクリスタルを使ったKnobless Wonderを製作した。出力2WでシンプルなSSBトランシーバーであるが、それなりにQSOも出来ている。こうなると他のバンドではどうだろうかと思い、中華より21.250MHzのクリスタルを仕入れ製作した。
 N6QWがSimpleceiverを発表しJH8SSTさん等が製作し、その優秀さを報告されているが、このKnoblessWonderは更にシンプルである。ダイレクトコンバージョンSSBと言えるかもしれない。当然のことVFOもないので固定周波数ではあるが。
 思えば開局当時はクリスタルによる真空管送信機での運用だった。最近はDDS,SDRといった最新技術が当たり前になってきたが、このようなシンプルなトランシーバーでQSOが出来るのも自作の醍醐味であると思う。

 回路については以前公開した7MHzと基本的に同じなので、合わせてみていただければ幸いです。 ここでは、7MHzタイプから変更したところを書いていく。

 最初にフィルタの特性である。
4ポールラダーである。思ったよりまともな特性となっている。Cは両端82pF、中間は150pFとした。フィルターの中心は21.245MHz辺りとなった。クリスタルの周波数より5kHzくらい低くなっている。

 キャリアOSCはUSB用なのでフィルタ周波数21.245MHzより低くする必要があるため、直列にコイルを入れたVXOである。コイルは10uHでは発振が停止する。3.3-5uH位がいいようだ。 最終的には21.243MHz位にあわせている。ここの部分はカット&トライが必要。

 復調、変調共用にDBMを使用した。7MHzバージョンではSBMであった。多分SBMでも十分と思うが、SBMでは出力波形が今一だったので21MHzと言うことも有り、DBMとした。ダイオードは1SS108ショットキーダイオードを使用した。コイルはFCZ7K-21を使用している。FCZコイルはバイファイラー巻きなのでDBMに使用できて便利である。同調コンデンサーは47pF。FCZコイルは既に販売されていない。ここで使用したものは大昔東急ハンズで購入したものだ。昔はハンズでこのような電子部品まで販売されていたのだった。
 DBM後の送信用バッファは、DBMコイルの中間から取ることからFETによりHiインピーダンスで受けている。2SK241を使用した。

 送信ファイナルの負荷には1:4の伝送路的トランスとした。ここは2W程度なので原設計のように直結でいいかもしれない。比較はしていない。

 その他のアンプ部分は原回路と同じである。
ここで完成となればいいのだが沿うわ行かないのが21MHz。
送信時に無変調時に発振を起こした。原因を調査していくとアンテナ切替リレーからの漏れ信号が受信アンプ回路を経由し送信トランジスタにフィードバックされていることがわかった。回路がバイテラルで送受信が分離されていない為である。7MHzでは問題ないが、21MHzではそうはいかないと言うことだ。仕方なく送信時受信アンプの入力にシャント用FET(2N7000)を追加したところ収まった。
 次に送信から受信に戻るときにスピーカーから大きな音がしてしまう。ここもバイテラルの泣き所かもしれない。マイクアンプとAFアンプICはコンデンサーに繋がっているので、送信が完全にOFFしてからAFがONしないとこのようなことが発生するわけだ。AFの入力をシャントすることはできないため、止む無くスピーカーを送信時に切り離し、受信に切り替わるときにリレーを遅延回路でゆっくり接続させるように回路を追加した。これでも少し残るがあまり遅くすると頭切れになっても困るので、適当なところでOKとした。

 一応完成となったので、ローカル局にモニターしてもらった。音声は問題なく綺麗に聞こえているとのこと。受信も問題なく綺麗に復調できている。
 送信出力はピークで2Wである。
 SGでの受信試験では-100dBmがかなり厳しい。7MHzと比べると10dBほど悪いようだ。
この対策としてはプリアンプをつけることだが、内部に組み込むには発振の恐れもあるので、実際に使用した都合で、リニアやプリアンプを検討したいと思う。

ここのところKnobless Wonderにはまって3台も作ってしまった。簡単にSSBトランシーバーが出来て、実使用できることに感激である。自作は実に面白い。


There is no English this time. I'm sorry.
Please use google translation.
If you do not understand please comment.

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73's
DE JA2NKD   Ryuu




 

 

2017年12月28日木曜日

Linear Amplifier for Knobless Wonder

 最近VK3YEが公表したKnobless Wonderという究極のSSBトランシーバーを製作した。コンディションによっては全国とQSOできる事は大きな驚きであった。しかし出力2Wで、最近の電波コンディションの悪さからなかなかQSOが出来ない日もある。。そこでお助けマシーンとしてリニアアンプを作った。

 10Wも出ればいいのであるが、部品箱を漁っていたらMRF255が出てきた。一時秋月で格安で放出されていたのでお持ちの方も多いと思う。IMDがあまり良くないとか言われているが、軽く使うには手ごろなFETと思う。電源電圧12Vで使えるところもいい。
 回路は作りやすさ、確実性、効率をある程度考慮した。
 入力のマッチングはいろいろ難しい。今回は広帯域とし、直結、4:1、1:4と比べてみたところ1:4が一番効率が高かったことから採用した。思ったより入力インピーダンスが高いようだ。
 Knobless Wonderが2W出力なので3dBアッテネーターを付けて1Wでドライブするようにした。
 出力はLCの狭帯域としている。これは効率を高めるためとKnobless Wonder専用とするためである。アイドリング電流は400mAに設定している。これでピーク35Wまで出力できた。
 入力回路も狭帯域にすれば50Wが可能と思われるが、手軽に作れることと10W出力できれば十分と思い、これで完成とした。ピークIdは8A程度であった。
 尚、出力にはLPFが必須である。今回シングルFETなので2次高調波をよりカットするため、定K型2段プラス極付き(14MHz)とした。結果としては法令に対しぎりぎりであった。今後製作する場合は定K型3段プラス極付がいいと思う。



Recently  I made the ultimate SSB transceiver called Knobless Wonder(VK3YE). On the good condition, It's possible to QSO with the whole in my country(JA). It's was a big surprise. However, with 2W output, there are days when QSO can not be done quite easily due to poor radio condition recently. . So I made a linear amplifier.

 I hope to get 10 watts. I found MRF 255 from the parts box.
 It is said that IMD is not good, but I think that it is reasonable FET to use lightly. It is also nice to use it with a power supply voltage of 12 V.

The circuit considered ease of manufacture, certainty and efficiency to some extent.

Matching of inputs is difficult. This time it was adopted because it was broadband and compared with direct connection, compared with 4: 1 and 1: 4 where 1: 4 was the most efficient. It seems that input impedance is higher than I expected.

Since Knobless Wonder is 2 W output, it was designed to drive with 1 W with a 3 dB attenuator.

The output is a narrow band of LC. This is to increase efficiency and to be dedicated to Knobless Wonder.
Idling current set 400 mA. With this, we could output up to 35 W peak.

It seems that 50 W is possible if the input circuit is narrowband type LC, but I thought that it would be sufficient if we could produce easily and 10 W could be done, and it was completed with this. The peak Id was about 8 A.

Incidentally, LPF is indispensable for output. Since it is a single FET this time, in order to cut the second harmonic wave further, it is set to constant K type 2 steps plus polar filter(14 MHz). As a result, it was marginal to laws and ordinances. If you plan to make it in the future, I think that it is good to have fixed K type three-stage plus polarity.

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73's
JA2NKD Ryuu

2017年12月25日月曜日

RF Analyzer Ver2.01 AD9851 version

 最近RFアナライザーに関して、「AD9851は使えないか?」との問い合わせが何件か有ったのでAD9851バージョンを作ったので公開します。

 基本的にはAD9850と殆ど同じである。違いは使用できる周波数上限が高くなることである。
 今回使用したのは中国製のDDSユニットで写真のTYPE-Bである。もちろんTYPE-Aでも使用可能である。中国製ユニットは以前に比べて高くなっているようだが、まだ入手可能であり、ICを個別に買うより安価であることは間違いない。また一時期人気が有ったのでお持ちの方も多いと思う。また最近の発振ICとしてはSI5351PLLが人気で秋月でも安価に購入できることからVFO等はこれらが使われるようになりDDSは一頃より人気が無いかもしれない。しかしRFアナライザーでは少しでもスプリアスが少なくサイン波であることからDDSを採用している。


 このユニットの問題点は、基板上に構成されているLPFの特性が非常に悪く出力レベルが周波数が高くなるにつれて大きく減衰してしまうことである。Ver1のAD9850ユニットでも同じである。そのためこの出力は使わず、ダイレクト出力を使用しLPFを別途付け加えている。それでも高域では少し下がる傾向にある。もう少し見直したいが、配線上の問題もあり、実際に組み込んだ状態で最終調整することとしている。
 より精度を上げるためにはALCを付加するといい。写真のTYPE-Cが塩見さんが作られたALC対応のDDS基板である。
 これについては塩見さん(soltec工房)が作られて良い結果が出ている。

 回路は先に述べたようにVer1と同じで、LPFの定数が変更になっただけである。


 実機テストは仮設テストベンチでおこなった。


 動作表示


 スケッチ及び回路図はダウンロードコーナーにUPしてある。

I recently made an AD 9851 version because there were several inquiries about RF analyzer, "Can I use AD 9851?", So I maked it.

AD9851it is almost the same as AD9850. The difference is that the upper frequency limit.

This time I used a DDS unit made in China and it is TYPE-B of the photograph. Of course it can be used with TYPE-A. Chinese-made units seem to be getting higher than before, but they are still available and it is cheaper than buying an IC individually. Since I had popularity for a while, I think that there are many homebrewer that they have. Also, as a recent oscillation IC, SI5351 PLL is popular and can be purchased cheaply, VFO etc  used these and DDS may not be popular from that time. However, the RF analyzer adopts DDS since it is a sin wave with little spuriousness at all.

 The problem with this unit is that the characteristics of the LPF formed on the board are very poor and the output level greatly attenuates as the frequency increases. This also applies to the AD9850 unit of Ver1. Therefore, this output is not used, and direct output is used and LPF is added separately. Still it tends to go down a little in the high region. Although I would like to review a little more, there are problems on the wiring, and I am going to make final adjustments in the state actually incorporated.

 For better accuracy, you should add ALC. TYPE-C of the photo is ALC-compliant DDS board made by Mr.Shiomi.
As for this, Mr. Shiomi (soltec koubou) was made and good results have come out.

 As described above, the circuit is the same as Ver1, and the constant of LPF is changed only.

Sketches and circuit diagrams are uploaded to the download corner.

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73's
JA2NKD


2017年11月2日木曜日

RF Analyzer bug fix (Ver1.08)

RFアナライザーにバグがありましたので修正しました。

【修正点】

  1. アンテナアナライザーモードに於いて、信号レベルの最大値に異常な数値、周波数を表示することがありました。これを修正
  2. アンテナアナライザーモードに於いて最大値の周波数にライン(シアン色)を表示すルようにしました。
修正点は以上です。
スケッチはホームページ ダウンロードコーナーに有ります。(fra1_08.ino)




There was a bug in the RF analyzer, so I fixed it.

[Bug Correction]
  1. In the antenna analyzer mode, abnormal numerical values and frequencies were displayed(Higher point). Fix this
  2. In the antenna analyzer mode, the line (cyan color) is displayed at the frequency of the maximum value.
The correction point is over.
Sketch is in the homepage download corner. (Fra1 - 08.ino)

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Thank you

73's

JA2NKD Ryuu