ひと昔前はデプレッションモードのFETが多かったのでこのような回路になったと思う。
現在ではエンハンスメントモードのFETが多いので、オフになる電圧は正の電圧なため負の電圧を作る回路を準備しなくていいので設計が楽になる。
ブックマークを探しても見当たらないけれどもUSAのサイトで見た覚えが…。
2018年2月28日水曜日
双方向アンプ 信号伝達経路の切り替え
ひと昔前はデプレッションモードのFETが多かったのでこのような回路になったと思う。
現在ではエンハンスメントモードのFETが多いので、オフになる電圧は正の電圧なため負の電圧を作る回路を準備しなくていいので設計が楽になる。
ブックマークを探しても見当たらないけれどもUSAのサイトで見た覚えが…。
2018年2月25日日曜日
バランスドモジュレータ？ ① HCU04 xxU04 インバータで平衡変調？
この実験が成功すれば、私にとっては革命的な出来事になる。
元々アイディアとしてはあったものの、以前知人の集まりでフロントエンドの話をしていた時に、「最近の流行りはスイッチ」だと言われた辺りから火が付いたのかも知れない。
手元にあるもの・一般に入手しやすいもので構成するので、雑誌の記事や他人の発表したものを丸ごと真似してデバイスの入手に翻弄されることもなく、リペアするための”予備”を抱えて置く必要もない。
U1の出力がＨになるとマルチバイブレーターの発振が止まる。
U2はアナログアンプだけれど、U1のOUTがHの間はU2のOUTはLに固定されるのでスイッチとして使える。便宜上OFFの状態と呼ぶことにする。
U2がOFFの状態の時は出力が”Ｌ”になるので、たとえINから入った信号がゲート側から信号が漏れてもGNDに落ちる。また、DiがONになるのでINから入った信号はDi・U1を経由してVccに流れGNDに落ちると思えるので、非常にアイソレーションが高いと考えている。（元々はノイズブランカのゲートとして使おうと思っていた）
以上を踏まえて逆相を組んでやれば…理論的には、出力トランスの中点を基準に両端は同相なので反対側にLoは現れない。ゆえにシングルバランスドモジュレータが成り立つ。はず。
74HCU04ベースの話なので、少なくても入手に関しては心配は無用だと考える。性能面に関しては、”Gain”はプラスになると考えていて、ポストアンプが不要になることと、Loは正弦波よりも矩形波(短形波)の方が変換出力は大きい(変換効率が良い？)と考えている。
残念ながら、Webで参考になる材料を探しても全く見つからない。悲しいかな所詮素人が考えたことなので、”発想の限界”と言うか”想像力の欠如”と言うべきなのか、都合の悪いことは後から出てくると思うが、それはそれで対処することを楽しみたい。
出力が足りない時にＲの設定を変更するだけでは足りない場合は、ゲートをパラレルに増やしていけば対応できる。
複数パッケージされたものを使う場合はパッケージのオーバーオールでの消費電流に注意が必要。歪の改善も出来るかも知れない。
OP-AMPがデバイスを変えると音が変わるように、歪み方等も変わる可能性もある。
スリーステートやNANDなどを使えればもう少し簡単になりそうだけど、私の知る限りアンバッファーの選択肢がない。
VFO等のLo部分やCW・FM等の送信系ならアリかもしれないが、矩形波なうえに内部で多段接続されていたりするで扱いは厄介…かな
・アナログ信号を扱う限りアンバッファーが鉄則。これは実験の予定無し。
平衡変調が出来るなら、うまくバランスを扱ってLoの漏れ量を加減すればＡＭ送信機になってくれるだろう。
並行してラッチングリレーの駆動回路も実験しているのでX'tal Filterの切り替えはラッチングリレーでやりたい。
シングルステイブルリレーの少電力化の方法も考えたので、都合に合わせて採用したい。
今回の回路はLoに方形波(矩形波)を積極的に使おうと思っているので、次段がX'Fでなければ出力トランスを同調型にした方が意図しない高調波等は少しでも減らすことが出来そう。
よく考えてみたらリングDiのDBMではやったことがない。
ICのDBMの場合(私は殆どSN76514N)は同調式にしたことはあるけど、Di-DBMではやったことがない。
アクティブ素子とパッシブ素子の差なんだろうか？私には詳しいことは分からないが、30年以上も前…電子工作を始めた頃…に雑誌などを真似て作り始めた頃に”そういうもの”として覚えてしまった。
先日お仲間に教えていただいたのだが、入出力のインピーダンスはVRを仮の負荷として測れるそうだ。入力側は最大出力になるように、出力側は無負荷の半分の電圧になる抵抗値を測ればいいらしい。簡単ｗ彼も受け売りとのことｗ全く頭のいい人がいるものだ。
トランスの代わりになる差動入力の方法を考えなければならない。あまり複雑にし過ぎると有り難みもなくなるし、無駄に電源を食う傾向が強くなる。折角ポストアンプ無しで良さそうなところに辿り着いたのだから、手前のMICAMPで平衡出力出来る構成にして部品点数も増やさないで済むようにしたい。
無い知恵を振り絞って出た答えはOP-AMP反転増幅と非反転増幅を利用することで、TrやFETよりもCMOS OP-AMPのの方が電力的に目標に近そうな気がする。
やはり74HCU04だけで完結する。位相反転部はGain=1にすれば良いと思う。やっとモノになりそうだ。
少々部品点数は増えたが許容範囲と思いたい。
困ったことにLTSpiceで74HCU04のシミュレートがうまく出来ないまま数カ月も時間が経ってしまった。このアイディアが浮かんだのは半年も前のことだが、この八方塞がりの状態を打開しなければ実験の準備が先に進まないので、いよいよ周囲の電子工作好きな方々に尋ねてみたのだが、何方も同じような状態に陥っていたようだ。
致し方ないので手探りで実験を進めることにする。
AMの変調がうまくできたらAHCUを使って50MHzで利用するのも悪くないし、SSBにするならX'Fの周波数は10MHz以下の物がが多いのでHCU04で十分だろう。
AHCUを使いきってしまい手元に無いので、相当品(伝搬遅延時間)として74LV1GWU04Aを使うことにした。
コアはFB801かFT37-43でもいいけれど、折角小さく出来るのだから、手持ちで一番小さなのを使うことにする。
直径2mm長さ3mm程度なので、トリファイラで4〜6tとなれば手持ちではΦ0.08mmのワイヤを使うことになるだろう。
HCU04はユニットが6個あるので便利だが、高周波を扱う上で配線が長くなるので不利になる。いや、長くなろうが障害にならなければいいんだろう。最終的に如何に平衡化できるかが腕の見せ所？結果オーライというのが正解か…。
74LV1GWU04Aは、この実験をするためにあるのじゃないか？と思えるような構造をしたデバイスで、非常に期待をしている。
変換基板にハンダ付けしようとして…老眼が進行していることに気づいた。2.54mmのピンピッチよりも部品のほうが小さいんだな…。これならブレッドボード(以下BB)上でも使える。
DIPだと少々工夫しないとBB上で１列足りなくなるか？
フラットパックに変換基板を使えば変換基板上にも部品を載せられるので、特に高周波だとありがたい時が多い。
バランスドモジュレータ？ ① HCU04 xxU04 インバータで平衡変調？
バランスドモジュレータ？ ② HCU04 xxU04 インバータでプロダクト検波？
バランスドモジュレータ？ ③ HCU04 xxU04 インバータで逓倍混合？逓倍変調？
バランスドモジュレータ？ ④ HCU04 xxU04 過大入力の対策
バランスドモジュレータ？ ⑤ HCU04 xxU04 SSBモニター
以降まとめページ「74xxU04 Balanced Modulator･Mixer 計画」ヘ
元々アイディアとしてはあったものの、以前知人の集まりでフロントエンドの話をしていた時に、「最近の流行りはスイッチ」だと言われた辺りから火が付いたのかも知れない。
手元にあるもの・一般に入手しやすいもので構成するので、雑誌の記事や他人の発表したものを丸ごと真似してデバイスの入手に翻弄されることもなく、リペアするための”予備”を抱えて置く必要もない。
U1の出力がＨになるとマルチバイブレーターの発振が止まる。
U2はアナログアンプだけれど、U1のOUTがHの間はU2のOUTはLに固定されるのでスイッチとして使える。便宜上OFFの状態と呼ぶことにする。U2がOFFの状態の時は出力が”Ｌ”になるので、たとえINから入った信号がゲート側から信号が漏れてもGNDに落ちる。また、DiがONになるのでINから入った信号はDi・U1を経由してVccに流れGNDに落ちると思えるので、非常にアイソレーションが高いと考えている。（元々はノイズブランカのゲートとして使おうと思っていた）
以上を踏まえて逆相を組んでやれば…理論的には、出力トランスの中点を基準に両端は同相なので反対側にLoは現れない。ゆえにシングルバランスドモジュレータが成り立つ。はず。74HCU04ベースの話なので、少なくても入手に関しては心配は無用だと考える。性能面に関しては、”Gain”はプラスになると考えていて、ポストアンプが不要になることと、Loは正弦波よりも矩形波(短形波)の方が変換出力は大きい(変換効率が良い？)と考えている。
残念ながら、Webで参考になる材料を探しても全く見つからない。悲しいかな所詮素人が考えたことなので、”発想の限界”と言うか”想像力の欠如”と言うべきなのか、都合の悪いことは後から出てくると思うが、それはそれで対処することを楽しみたい。
構成部品は、全て一般に入手可能な汎用のモノで構成出来る。
| xxU04 | 74HCU04が一番ポピュラー。制限は増えるが4069という手もある。 |
| Di | 高周波で使えそうなスイッチングDiなら何でも1N4148でも何でも。 |
| トランス | FB101・FB801・FT25-43等結果オーライな方向で。 無ければ少々大きくなるがパッチンコアもOK。 |
| C・Ｒ・ＶＲ | 手元にあるもので。 |
出力が足りない時にＲの設定を変更するだけでは足りない場合は、ゲートをパラレルに増やしていけば対応できる。複数パッケージされたものを使う場合はパッケージのオーバーオールでの消費電流に注意が必要。歪の改善も出来るかも知れない。
OP-AMPがデバイスを変えると音が変わるように、歪み方等も変わる可能性もある。
スリーステートやNANDなどを使えればもう少し簡単になりそうだけど、私の知る限りアンバッファーの選択肢がない。VFO等のLo部分やCW・FM等の送信系ならアリかもしれないが、矩形波なうえに内部で多段接続されていたりするで扱いは厄介…かな
・アナログ信号を扱う限りアンバッファーが鉄則。これは実験の予定無し。
平衡変調が出来るなら、うまくバランスを扱ってLoの漏れ量を加減すればＡＭ送信機になってくれるだろう。
並行してラッチングリレーの駆動回路も実験しているのでX'tal Filterの切り替えはラッチングリレーでやりたい。
シングルステイブルリレーの少電力化の方法も考えたので、都合に合わせて採用したい。
今回の回路はLoに方形波(矩形波)を積極的に使おうと思っているので、次段がX'Fでなければ出力トランスを同調型にした方が意図しない高調波等は少しでも減らすことが出来そう。よく考えてみたらリングDiのDBMではやったことがない。
ICのDBMの場合(私は殆どSN76514N)は同調式にしたことはあるけど、Di-DBMではやったことがない。
アクティブ素子とパッシブ素子の差なんだろうか？私には詳しいことは分からないが、30年以上も前…電子工作を始めた頃…に雑誌などを真似て作り始めた頃に”そういうもの”として覚えてしまった。
先日お仲間に教えていただいたのだが、入出力のインピーダンスはVRを仮の負荷として測れるそうだ。入力側は最大出力になるように、出力側は無負荷の半分の電圧になる抵抗値を測ればいいらしい。簡単ｗ彼も受け売りとのことｗ全く頭のいい人がいるものだ。
トランスの代わりになる差動入力の方法を考えなければならない。あまり複雑にし過ぎると有り難みもなくなるし、無駄に電源を食う傾向が強くなる。折角ポストアンプ無しで良さそうなところに辿り着いたのだから、手前のMICAMPで平衡出力出来る構成にして部品点数も増やさないで済むようにしたい。無い知恵を振り絞って出た答えはOP-AMP反転増幅と非反転増幅を利用することで、TrやFETよりもCMOS OP-AMPのの方が電力的に目標に近そうな気がする。
やはり74HCU04だけで完結する。位相反転部はGain=1にすれば良いと思う。やっとモノになりそうだ。少々部品点数は増えたが許容範囲と思いたい。
困ったことにLTSpiceで74HCU04のシミュレートがうまく出来ないまま数カ月も時間が経ってしまった。このアイディアが浮かんだのは半年も前のことだが、この八方塞がりの状態を打開しなければ実験の準備が先に進まないので、いよいよ周囲の電子工作好きな方々に尋ねてみたのだが、何方も同じような状態に陥っていたようだ。
致し方ないので手探りで実験を進めることにする。
AMの変調がうまくできたらAHCUを使って50MHzで利用するのも悪くないし、SSBにするならX'Fの周波数は10MHz以下の物がが多いのでHCU04で十分だろう。
AHCUを使いきってしまい手元に無いので、相当品(伝搬遅延時間)として74LV1GWU04Aを使うことにした。コアはFB801かFT37-43でもいいけれど、折角小さく出来るのだから、手持ちで一番小さなのを使うことにする。
直径2mm長さ3mm程度なので、トリファイラで4〜6tとなれば手持ちではΦ0.08mmのワイヤを使うことになるだろう。
| パッケージコード | JEITAコード | ||
| 74SU04F・ | SSOP5-P-0.95 | SOT-25 | SC-74A |
| 74SU04FU・74LV1GWU04A | SSOP5-P-0.65A | SOT-353 | SC-88A |
HCU04はユニットが6個あるので便利だが、高周波を扱う上で配線が長くなるので不利になる。いや、長くなろうが障害にならなければいいんだろう。最終的に如何に平衡化できるかが腕の見せ所？結果オーライというのが正解か…。74LV1GWU04Aは、この実験をするためにあるのじゃないか？と思えるような構造をしたデバイスで、非常に期待をしている。
変換基板にハンダ付けしようとして…老眼が進行していることに気づいた。2.54mmのピンピッチよりも部品のほうが小さいんだな…。これならブレッドボード(以下BB)上でも使える。
DIPだと少々工夫しないとBB上で１列足りなくなるか？フラットパックに変換基板を使えば変換基板上にも部品を載せられるので、特に高周波だとありがたい時が多い。
バランスドモジュレータ？ ① HCU04 xxU04 インバータで平衡変調？
バランスドモジュレータ？ ② HCU04 xxU04 インバータでプロダクト検波？
バランスドモジュレータ？ ③ HCU04 xxU04 インバータで逓倍混合？逓倍変調？
バランスドモジュレータ？ ④ HCU04 xxU04 過大入力の対策
バランスドモジュレータ？ ⑤ HCU04 xxU04 SSBモニター
以降まとめページ「74xxU04 Balanced Modulator･Mixer 計画」ヘ
2018年2月24日土曜日
TK14590V Vcc1.2V FMIFsystem スケルチ機能を追加してFMで使う。
手持ちのMC3357が尽きる。
【TK14590に代替えする準備】偶然入手したTK14590はまだ潤沢にあるので、本格的に切り替える準備が必要になった。しかし、音声通信用に作られたものではないようなので、スケルチ機能が内蔵されていないため対策を考えねばならない。
ところで、FMの受信時に無信号の際発生するホワイトノイズはIC内のリミッターアンプで発生したものだろう。今でこそアクティブな検波器が用いられるようになったが、ワイズやレシオようなパッシブな検波器でも”あのノイズ”は発生していた。それならホワイトノイズの取り出すポイントはリミッターアンプ（検波器より手前）でも可能ということになり、復調した音声信号と分ける必要がない分部品点数を減らすことが…以下省略。
そこで疑問が1つ生まれる。リミッターアンプと検波器の間に可聴領域を阻止するHPFを挟んだら、”復調後にホワイトノイズは現れない”ということは起きるのだろうか？
【TR7200のスケルチ回路】L18(1mH)とC63(0.022)の直列共振回路、L19(1mH)とC64(0.022)の並列共振回路の周波数はおよそ34kHz。
検波出力からこの帯域のノイズを検出してAFAMPのバイアスを信号ごとGNDに落とす仕組みとみた。
【伝統的な…】手持ちの部品を確認しながら進めたところ、あらかたTR-7200の回路の真似になってしまった。
1mH 223 33.932 kHz
1mH 243 32.487 kHz
1mH 273 30.629 kHz
【第２案】復調前に取り出せれば音声信号に影響を受けることがないので、もう少し簡素化出来そうに思う。音声信号は存在しないので、ホワイトノイズ用の共振回路はRCのLPFにしても影響が出ない。はず。
【デュスクリミネーター】TK14590のデータシートではセラミックディスクリミネーターを使うようになっているが、手持ちにはないのでLCでやる。秋葉原で購入したコイルがあるので使ってみる。幸い手持ちの利久電器のセラミックコンデンサ（±60ppm/℃）がトランスの凹みに収まった。
455kHzにする組み合わせ
330pF→黄(220〜580uH)
470pF→赤(125〜250uH)
TYP=240uH
MAX=360uH
これも使えそう。
6BE6・6AV6 メモ
電子部品の整理をしていて、2本の真空管が出てきた。オークションのオマケに頂いたモノだと思う。真空管はあまり好きになれなかったこともあり、30年ぶりに手にして「こんなに小さかったか？」という印象。
何故好きになれなかったかというと、最大の原因は”大きなヒーター電流”で、専用のトランスを準備出来ない場合のヒーター電源の扱いがいまいち良く分からず、面倒になってしまった。
お仲間にその話をしたところ、「２本直列にしてスイッチング電源につなげ」とアドバイスを頂いた。なるほど、それなら簡単だ。さらに彼曰く「プレートも12Vでいけ！」との話で、一瞬”？？？”だったが、そんな低圧で動かそうなどとは思ったこともなかったが少し先が見えてきた感じだ。
6AV6という球を知らなかったのでWebで調べてみると、主に(A)のような使い方をする検波管だということは分かった。⑤⑥Pinが俗に言う２極管若しくは２極部ということになるのだろう。スーパーの検波段として開発されたものなのだろうか…。
１本で使うと(A)のようになると思うのだけれども、これでは”ゲルマニウムラジオ＋アンプ”のような構成に思え、期待外れなものになりそうな予感。
手元にある球で作ろうとしているのに、更に他の球を購入する方向に発展することになっては本末転倒なので、なにか良い方法はないか調べていたところ、AFのアンプとして使う場合は２極部を使わずグリッドに入力している事が分かった。純粋に３極管として使われている模様。ならば(B)のような使い方も可能なのだろうか…。
12Vの電源を使う以上6BE6とセットで使うことになるので、6BE6をVFO付きのクリコンに6AV6は周波数固定の再生検波とすれば、不要な輻射も防げて良いのではないだろうか。
2018年2月3日土曜日
電子μ（ミュー）同調の実験 ② ループアンテナ 自己共振周波数より高い周波数に同調させる。
我が家にLANケーブルで作った１辺が１ｍの▽ループを設置しているが、エレメントを樹脂パイプに格納したところ共振周波数が下がり、たった2tで中波帯域に同調する結果となっている。そのせいで感度はガタ落ちになり非常にガッカリさせられた。
なんとかして感度を上げたい。
そこで電子μ同調の実験①で得られた結果（Ｌに電流を流すとインダクタンスが減る）を踏まえ、ループアンテナの巻き数を数倍に増やし、電流を流してインダクタンスを減らして共振させようと目論んでいる。
さて、物笑いの種になるか？
電源
実験用電源を一部スイッチング電源に変更したのでトランスが余った。これを利用してループアンテナに電流を流すための電源に再編成する。LM317では耐圧が足りないのでTL783を使う。
ラッチングリレー 駆動回路 ③２巻線ラッチングリレーのやんちゃな実験構想
現在３種類のラッチングリレーを入手している。
左 NRSLD-3V 高感度 １巻１ｃ
中 DS2E-SL2-12V 高感度２巻２ｃ
右 DS1E-ML2-DC6V 標準２巻１ｃ
２巻線のDS1E-ML2-DC6Vは左図のようになっていて、①〜⑥間を倍の12Vで駆動すると単純に１巻線と同じように使える事は実験して確認した。本題に入る。
２巻線のラッチングリレーの場合は押す力と引く力を同時に発生させれば、もっと低い電圧(少ない電流)でも動作するのではないかという考えが浮かんだ。
DS1E-ML2-DC6V は最低動作電圧は定格の70%4.2Vだが、直列時はどうなのか調べてみる。実験用電源を使って1-6ピンに＋ーを入れ替えながら電圧を下げていき、どの程度まで動くのか試してみた。徐々に電圧を落としていくと4Vまでは大きな音で動作したが、3Vではか弱い音しかしないというところまでは確認できた。２つのコイルを同時に使う効果はとても大きいようだ。。
コイルの抵抗値は@100Ωなので直列接続した状態での消費電流は、計算上5Vで25mA、4Vで20mA、3Vで15mAとなる。
さて、以前話題になった秋葉原の有名店で売られているラッチリレーのコイル抵抗は130Ω(実測)と書かれているので、コイルのマイナス同士を接続して直列にすれば、消費電流は計算上20mA以下になるのでロジックで直接駆動可能な範囲になる。
ラッチングリレー 駆動回路 ① 超小電力量の恩恵にあずかる
ラッチングリレー 駆動回路 ② もっとシンプルに
ラッチングリレー 駆動回路 ③２巻線ラッチングリレーのやんちゃな実験構想
ラッチングリレー 駆動回路 ④ フリップフロップ
ラッチングリレー 駆動回路 ⑤ ラッチが外れてステータスが変わるのを防ぐ
ラッチングリレー 駆動回路 ⑥ ロジックよりも高い電圧のリレーを直接駆動する構想。
まとめページ
ラッチングリレー駆動計画 Latching relay drive circuit
ラッチングリレー 駆動回路 ② もっとシンプルに
ラッチングリレー 駆動回路 ③２巻線ラッチングリレーのやんちゃな実験構想
ラッチングリレー 駆動回路 ④ フリップフロップ
ラッチングリレー 駆動回路 ⑤ ラッチが外れてステータスが変わるのを防ぐ
ラッチングリレー 駆動回路 ⑥ ロジックよりも高い電圧のリレーを直接駆動する構想。
まとめページ
ラッチングリレー駆動計画 Latching relay drive circuit
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