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3分波器を作り直し

nanoVNAで使用する変換コネクタが届いたので少し調整して再度計測

調整はnanoVNAで計測しながらコイルの幅や設置の位置,コンデンサの設置位置や角度を動かす(少し触るだけで状態が変わる)

フィルター同士の干渉もあるようなので入力側に0.01μFのコンデンサーを通してみたところ少し良くなった

(UHF・SHF)

IMG_20220220_104106.jpg

①517MHz ②303MHz ③259MHz ④152MHz

(137MHz)

IMG_20220220_105203.jpg

①535MHz ②437MHz ③268MHz ④125MHz

(HF・VHF)

IMG_20220220_105019.jpg

①428MHz ②268MHz ③179MHz ④27MHz

しかし理想通り(特にLPFが高周波帯で下がらない)にはならないので再設計することにした

WS20220223_201.png

前回と同じように回路図に部品を貼り付ける

IMG_20220223_194532.jpg

前回の基板に必要分のランドを追加して再利用

IMG_20220223_210704.jpg

大きく変わるかと思ったが大して変化がなく残念

もっと途中の配線を切り詰めないと駄目なようなので難しい

(UHF・SHF)

IMG_20220224_194555.jpg

①668MHz ②463MHz ③134MHz ④72MHz

(137MHz)

IMG_20220224_194122.jpg

①606MHz ②374MHz ③134MHz ④90MHz

(HF・VHF)

IMG_20220224_193705.jpg

①624MHz ②214MHz ③134MHz ④72MHz

追記(2022.2.28)

市販の分配器をnanoVNAで計測してみると

IMG_20220228_173336.jpg

-3.85dBであるが10MHz~900MHzが平坦であった(IN-OUTを変更しても同じ)

IMG_20220228_173350.jpg

結果,nanoVNAが正常に計測できているだろうということと,3分波器の制作が甘いということが判った

3分波器を作ってみた

TV+HF+NOAAの混合を分配器で分けているのを,少しでもゲインを落とさないようにと分波器を作ってみた

IMG_20220214_194303.jpg

仕様

理論上,分配器では電力が分配されるのでゲインが落ちるが,分波器で必要な周波数帯域で分配すれば(分けられた周波数帯域分の)電力の低下はない

そこで以下のとおり3分波器にした

  • TV用(UHF~SHF): 400MHz+のHPFを実装
  • NOAA用(137MHz): 137MHzのBPFを実装
  • ラジオ用(HF~VHF): 100MHzーのLPFを実装,出力2本(1つをBNCに変更)
設計

フィルター,ソレノイド・コイルの設計はこちらを利用

設計した回路をLTspiceでシュミレーション(計測結果の値で確認)

(HPF)

SS_HPF400.png

(BPF:改良後)

SS_MPF137.png

(LPF)

SS_LPF100.png

制作

手作りしたコイルの正確なインダクタンス値を計測し判らなくならないように整理

IMG_20220213_103126.jpgIMG_20220213_110633.jpg

ケースは安く3Dプリンタで印刷,そこそこシールドしたいのでランド法で基板を構築

間違えないように回路図にパーツを貼り付けた(以下のBPFはミスがあり改良前のもの)

IMG_20220213_112727.jpg

銅張積層板に(同じく銅張積層板を5㎜角に切断して作った)ランドを瞬間接着剤で貼り付ける

IMG_20220213_153814.jpg

パーツを半田付けして基板は完成

IMG_20220213_162356.jpg

3Dプリンタで印刷したケースの内側に銅板を張り付け端子と基板を止め接続

IMG_20220213_205138.jpg

出来上がり

IMG_20220213_210257.jpg

この後MPF部を改良したので基板にランドとパーツを追加している

性能測定

NanoVNAでフィルター測定したが環境が悪いのか,シュミレーションの様な特性は出ていない

(測定周波数は1M~900MHz,トレースはCH1 THROUGHでLOGMAGとSWRを表示)

実際に繋ぎ変えて受信可能な放送局を受信してみたところゲインの上下はあったのでフィルターとしては機能しているようだ(が・・・イマイチ)

・UHF/SHF(HPF)

IMG_20220215_204906.jpg

地デジ4Ch(47Ch),8Ch(43Ch)の受信不可,BSを受信

80MHz前後のFMを受信やや強

・137MHz(BPF)

IMG_20220215_205012.jpg

地デジ受信不可,BS受信

80MHz前後のFMを受信強

・HF/VHF(LPF)

IMG_20220215_205044.jpg

地デジ受信不可,BS受信

80MHz前後のFMを受信強

改良

NOAA用に137MHzのBPFを実装して1度回路を見直し改良したが(更に)再度改良予定

使用していない出力にはダミーロードを付ける

ゲインダウンはあるので前段にはRFアンプを接続する(計画)

Si4732レシーバーのケース(底側のみ)

バラックでは扱いにくいので(簡単な)底側のケースを3Dプリンタで印刷

スピーカーとバッテリーを基板の下側に置くように配置しコンパクト化を図った

IMG_20220212_211123_1.jpg

スピーカーのカバーを作図するのが面倒だったのでプランターの底に敷く網を使った

IMG_20220212_213207.jpg

スピーカーはホットボンドで止め(絶縁用にクッションシートを基板との間に入れている),バッテリーは置く位置に枠を作って両面テープで貼り付けた

IMG_20220212_214225.jpg

基板を設置しタッピングビスで止める

IMG_20220212_214620.jpg

裏面

IMG_20220213_103727.jpg

縦にして使用することもできる

IMG_20220213_103850.jpg

(追加)

異物が入って接触破壊もあるので簡易ではあるが上蓋も作った(つまみも)

IMG_20230531_205048.jpg

Si4732レシーバーキットを作る

SSBの復調が可能なDSPラジオが1台あっても良いなと思い(製品は遊べないから)Si4732使用のキットを購入した(数年前なら上位互換のSi4735のボードがあって自作できたようだ)

キットはアマ無線家が設計公開したものを中華が(勝手に?)製品化しているらしい・・・が,キットで購入できて助かる

今回はAliexpressにて未完成品バッテリー無しを選択し¥3,798で購入(同等品がAmazonでは5K前後から)

2Wで届いた箱は凹んでいて中身は大丈夫か!

IMG_20220210_194336.jpg

開けてみて梱包は適当でも大丈夫の様だったので良し

IMG_20220210_194354.jpg

パーツを展開してみて・・・

IMG_20220211_092838.jpg

(パーツリスト)

  • 本体のボード(機械で付けられるパーツは実装されている)
  • Arduino NANO(ソフトウェアが書き込まれているはず)
  • OLED(汎用品)
  • BNCコネクタ(メス)
  • SW × 2
  • ロッドアンテナ
  • スピーカー
  • PH端子付きケーブル × 2
  • BP76108:FMバンドパスフィルター(?)

で,最後のフィルター(最初セラロックに見えた)は,購入前に見ていたイメージには無かった予定外パーツだった

また,Si4732は裏面に実装されていたはずなのに無かったため再度ネットで確認する事になる

(ボード全体:表)

IMG_20220211_093023.jpg

(ボード全体:裏)

IMG_20220211_093102.jpg

基板にある刻印と見ると

IMG_20220211_131151.jpg

ATS20+用らしく2022.01.15に製造されたようだ(これは最新なのか?)

そこでATS20+を検索してみると同じ基板のイメージを発見(以下は流用)

ATS.jpg

Si4732は表面に実装,FMバンドパスフィルターが追加されている事が判った

尚,FMバンドパスフィルターは刻印面が前面となる(左から入力,Gnd,出力ピン)

(Si4732の実装)

IMG_20220211_131207.jpg

パーツの半田付けは熱による弊害もほとんど無いので慣れている人なら直ぐ終わる

IMG_20220211_153721.jpg

NANOとOLEDを取り外しできるようにしようかと考えたが,最終的なケースを想定すると高さを消費するのが勿体ないので操作部品(スイッチとローターリーエンコーダ)に合わせたOLEDの高さのみ調整した(5mmアップしている)

IMG_20220211_153758.jpg

完成したので電源を入れるが,説明書も無いので電源が何なのか見て判断するしかなく,USB-Cを接続してみる

基板に実装されている赤LEDが発光,電源SWと思われるSWをONするとNANOのPOWERランプが点灯

しかし・・・OLEDは何も変わらない・・・つまり動作していない

まず電源を疑い電圧を見れるとことで観るが問題なさそう・・・更にネットで電源について収集したが情報なし

バッテリーを付けていないので関係するかと思ったが情報はない

次にNANOのミニUSBに電源を接続(電源SWは関係ないなしでNANOは通電)するが変わらず

もしかしてソフトウェアが書き込まれてないのかと疑い,何かシリアル接続で情報が出てこないものかと調べたりしていたところで

ふとOLEDを見ると・・・ん?

IMG_20220211_163811.jpg

これは?(本当に,どうしたものか困ったところで,偶然観えた光景だった)

IMG_20220211_163803.jpg

ニッパーでぶった切って試したところ問題なく動作した

OLEDがケース入りだったのであまり観えていなかったのもあるが中華製は気を付けなければならないって教訓だね

これがGNDとVCCでなくて良かったと思うべき・・・と考えれば幸せ

IMG_20220211_164408.jpg

まずはFMとAMで受信を確認して問題なさそうなことを確認(ここでAliexpressにOKを出した)

(参考)

  • イヤフォンジャックでSPは切れる
  • NANOの電源ミニUSBで動作(SWは関係ない)
  • バッテリーが無いとタイプC電源では動作しない
  • SPとバッテリーのコネクタはPH端子(極性は日本の一般的な物の逆になっている:中華製だと大抵は逆)

バッテリーが無いとUSB-Cの電源は使えない(SWも意味なし)のでUPS用の購入してたバッテリーをPH端子に付け替えて使用

IMG_20220211_182100.jpg

また,外部端子(イヤフォンジャック)があるのでコンパクト化を優先してスピーカーを前に購入したラジオキットの極小の物にした

バッテリーとスピーカーは基板の下に置くようにしてケースを作る予定

IMG_20220211_200834.jpg

消費電力は140mA前後のようだ

IMG_20220211_202058.jpg

(感想)

  • ロータリーエンコーダの動きが鈍い(自身で作った物と同じ様な動きなので文句言えないw)

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