●ディスクリートでFM復調

 いよいよ専用デバイスの入手が難しくなてきたので、ディスコンに悩まされないためにも専用デバイスを使わない方法を考える。まとめ。
 フォスターシーレー・ワイズ・レシオのような複雑なIFT等も避けたいという思いもあって、偶々目に入ったAccuphaseのカタログで珍しい方式を知り、以来傾向としてはパルスカウント方式に向かっている。
 


xx567 AM 同期検波? FM PLL検波?
FM 復調 実験構想 FM Demodulation
FM 復調 実験構想 FM Demodulation 2 Ex-ORを使わない方法

を含めて続き。



【位相コイル式】
 パッシブ式と言うべきか…。復習というわけではないが…。

 実際に稼働中の実機を見せていただいた中で興味のわいた部分だけをチョイス。一番下の2つは結合部分だけを抜粋。
 各方式のT1とT2を1つのボビン若しくはコアに巻けばC1を省略可能と解釈でき…以下省略。


【シリコンダイオードにバイアス】
 検波回路にシリコンダイオードを採用した既成品のチューナーの情報を得たので試したところ、ダイオードを替えると音も変わるので驚いた経験をしたことがある。
 未だ検波と言えばゲルマニウムダイオードに固執する方が居られるもよう。手元にシリコンダイオードが有ればバイアスを追加するだけで良いので…以下省略。




【PLL検波方式】
 xx567 AM 同期検波? FM 位相検波?で取り上げたPLL検波方式。記憶にあった70年代の「ラジオの製作」に書かれていた同期検波回路と、4046のPLLFM検波回路を重ねて考えていて思いついた。

 同時にAMとFMの復調(検波)出力が得られるが、高価なデバイスでもないし各々信号の性格が違うので、IFAMPとセットでAM用/FM用と別々に作る方が双方ともベターな状態に出来そう。


 ベストセラーなデバイスだし秋葉原の有名店の在庫は潤沢のようだが、残念ながら既にNJM567は保守品扱い(製造中止予定)になっている模様。海外メーカーが引き継ぎそうだが、新規の設計には使わないほうが懸命だと思う。
 C-MOSのLMC-567は生産されているようなので、定数の変更が必要になるようだが、消費電流もNJM567が10mA内外に対しLMC567は1mA内外だったと思うので、新規で設計するならばLMC-567にしたほうが懸命だと思う。
 





ディスクリート(専用ICを使わない)でFM復調計画

【Accuphaseの検波回路】
 Accuphase(アキュフェーズ)のチューナーのカタログの抜粋。DGL検波器(Dif- ferential Gain Linear Detector)というオリジナルの検波回路(これもパルスカウント系だと思う)について説明が書かれていた。それを見て専用ICを使わない方法に興味を持った。当初は一部を90°位相をずらした信号と元の信号を、ギルバートセルミキサーに入力するクワドラチャ(直交)検波に真似た回路を実験したが、どれも気に入ることはなく、最近はパルスカウント系をテストしている。

【先を越される。】
 どうやらお仲間がNANDでFMを復調したもよう。別件の実験後にDGL(Accuphase)の画像を思い出して目の前にあるブレッドボードで組んでみたとのこと。
 手書き回路図の写メだったので一部をエディタで図面にした。端折っているのでこのままでは動かない。


【次の実験構想】一部修正
 少し前にバイアスの無いMixerの事を書いたが…。バイアスが無ければ必然と出力はパルス状になるので、それをLPF(積分)に入れれば復調できそうな…。という考えが浮かんだ。
 理屈は合っていると思う…と思っても3日もすれば「あ、違う…」と思えてしまう。このブログを見た人は「どうしてこんなに話が飛ぶんだ?」と仰る方が居られるが、こればかりに時間を費やしていられる身分ではないから「行き詰まったら他のことをする」を繰り返しているので、そう見えるのかもしれない。

 エミッタの電圧はパルス状になっているのだから、更に微分する必要はなかった…か。



【悪い虫がうずく】
 案の定…、微分回路のコンデンサーの放電時間を左右するエミッタ側のRの存在が気になって仕方がない。トランスも出来れば省きたい。74HCU04ならSEPPなのでRは不要になる。結局xxU04に戻ってしまった。
 また、電源減圧が5Vの場合±2.5Vのリミッターアンプでもあるので、カスケードにすれば…1段10dBにしても、合計で60dB程には…。これだけカスケードしたら発振に悩まされそうだが…。
【HC04で出来る限りの…】
 ここまでくると、受信信号を矩形波になるまで増幅して積分すれば…と察しがつく。なのに何故もうひと手間かけるのか…。商売というベクトルが含まれている感も否めないが、どうやらS/Nの問題が絡んでいるように思える。オーディオシステムとして不合格でも、通信に不都合がなければ…。










IF AMP(Limiter Amplifier)



【TA7060】
 専用ICが使えないとなればIF-AMPも作る必要がある。TA7060やFMチューナーだけでなく、無線機の回路図にもよく見かける。等価回路を見るとTA7060は差動増幅1段構成で10.7MHzでの電力増幅は30dB、電圧増幅が26dBとされていて、アプリケーションノートには4個でカスケードアンプを構成している。
【TA7061】
 TA7061もチューナーでよく見かけた。等価回路では差動増幅3段構成で10.7MHzの電力増幅は69dB、電圧増幅が56dBとされている。アプリケーションノートには2個でカスケードアンプを構成したものが書かれている。
 化物のようなゲインだが、AM抑圧性が高ければ高いほどゲインが必要になるのだろう。つまり、どんなに弱い信号でも飽和させないと強弱の振幅が残って宜しく無いので、必然的にトンデモナイゲインが当たり前になってしまうのだろう。これをディスクリートでやるのは至難の業だ。
 ただ、殆どの受信機でFMモードでAMを受信すると、Sメーターがフルスケールの局の音声が聞こえてしまう。実際にはAM抑圧性というのは”ある程度”達していれば良いということなのだと思う。その妥協点は実際に作ってみないと知識不足の私にはわからない。


【TA7060】
 持っていないわけではないが、既にディスコンになっているので保守用として残しておきたいし、勉強のためにも敢えて個別の部品で作ってみようと思っている。
【古い水晶機の…】
 図は古いスタンダードのSR-C826の回路図を真似たもので、現物は2SC460の5段構成になっている。









スケルチ回路

【スタンダードの水晶機の回路図から…】
 この手の回路にVF分のバイアス回路が追加されているのを見かけるが、モノがICになってからは見かけなくなった。ICになってもVFは無くならないと思うが…、十分なレベルを確保できたからと理解するのが正解か?
・部品点数を減らすためOP-AMPに書き換えた。386などを使うのもアリかも知れない。


 ホワイトノイズをピックアップするBPFをLCでなくX'talを使ったら…。部品単価は少々上がるが、大幅にスペースを開けることが出来る。ただし、時計用の水晶はとても省電力な回路に使われるため耐圧も低いと聞いたことがある。それに配慮した回路に変更しないといけないかもしれない。










ホワイト・ノイズを定量的に…。


【テスター用 ホワイトノイズ アダプター】
 耳では聞けないので、テスターで見れるようにアダプターを作った。





【実験用オーディオアンプの改造】
 ホワイトノイズのレベルを視覚で捉えるためレベルメーターと30KHzのBPFを追加した。
 左側に置いて使う都合でメーターが右側になった。正面左から電源兼ボリューム・ホワイトノイズBPF-IN

背面左から電源・SP・AFIN
 スピーカーから音が出たとしても30KHzは聞こえないので、出力の切り替えは無し。(Webで調べたところ動物には聞こえるようなので、側にいる場合はスピーカーを切るほうが良さそう)


【入力切り替え】
 良さそうなトグルスイッチが見当たらなかったので直結。常時使っている物ではないのでこれでよし。
 0.022uF弾切れ。差し当たり0.027uFで対処する。
1mH 0.022uF 33.932 kHz
1mH 0.027uF 30.629 kHz







【ステレオ・マルチプレクス・デモジュレーター】
 本格的にFM放送を受信するならば、モノラルでは寂しいので必要になる。ディスクリートで組む自信は無いので入手しておいた。