JE3PRM のblog

通常のWebの http://www3.kcn.ne.jp/~takishin/je3prm/jpn.html で私のシステムを紹介してきましたが、日々の変更などを反映するのに手間がかかるので、Blogの中でいろいろ発信して行きます。 上記のWeb(最終作成 2016/11/22)をベースにしますので、参照ください。

今まで7MHz専用としてこのRedpitaya+HPSDRを使ってきたが、他のバンドにも使用できるように、まず受信用のプリアンプを製作した。PowerSDRからのバンドの情報は PowerSDRの Set メニューの Hermes Ctrl の設定 でRedpitayaの E1コネクタに出力される。 HPSDRband
図のマトリックスでJ16--- の1,2,3,4 がE1コネクタのDIO4~7に相当する。 私は 40m、20m、15m、10m の4バンドしか使わないので、ビット対応で済んだが、4バンド以上の場合、デコーダを使う事になる。 この信号は3.3Vとなるので、トランジスタを介してバンドリレーを動かした。
回路は図の通りで、7MHzは以前紹介したように単なるインピーダンス変換だけとした。 その他のバンドは FET J211を使って増幅した。 28MHzは 10dB 程度の利得でやや物足りなさがあったが、市販のトランシーバと比較し、ほぼ同等だったので、良しとした。

PreAmp
実際の出来上がりは図のようになった。
PreAmp_p



SDR.huというシステムがある。 これはWebSDRの範疇であるが、従来のシステムではこれをQSOのレシーバとして使う気にはならなかった。 しかしこのSDR.huは国内でかなり設置できている状況や機能、性能で実際のQSOに使って満足のいくレベルにある。 特にコンデションの急変、ノイズなどから他のロケーションに設置された受信設備で受信できると良いのにと思った時、これは非常に助かる。 下記はその画面である。
SDRhu


これをレシーバとして使う場合、問題点は 送信中はSDR.huをミュートする必要がある。 PCのシステム音をVB(Vidual Basic)やC#などでコントロールできるので、そのプログラムを作ってみた。
私はPowerSDRを使っている関係で、CATを経由すれば、外付けのコードなど不要であり、非常に便利である。 以前からPowerSDRのコントロールは大きなPTTボタンや簡単なメモリ機能などを組み込んだプログラム使っているので、これに組み込んだ。(詳細は別途)
これとは別に、一般的なトランシーバとSDR.huの連携のプログラムの作成の希望があったので、作ってみた。 (以下 理解していただく解説として ですます調で)
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プログラムはここからダウンロードしてください。 インストールし、実行するとファイルがないとのメッセージが出ますが、OKすると図の画面が現れます。PTThu 皆さんはPTTとしてマイクスタンドなどのPTTボタンを使っていると思いますが、今回はPC上のボタンをクリックして行います。 SDR.huとの連携をする場合、画面右のチェックボックスをチェックすればPTTボタンで送信すると、自動的にPCの音がミュートされます。 このPTTを市販のトランシーバに連結するのに、USB/RS232Cケーブルを使います。 このポート番号を画面左のボックスに設定します。

このRS232Cコネクタと市販トランシーバのマイクのPTTとの結線は図のようになります。PTT この結線の前に、必ずトランシーバをONし、PTTの+側を確認ください。 通常の設計なら +3~12V程度が出ていると思います。 現状のPTTボタンはそのままで、それに追加する形で問題はないと思います。 ただし、私の想定とは異なる事もあり得ますので、ここは自己責任でお願いします。 なお抵抗は5K~20k程度ならOK、トランジスタ、ダイオードも一般的な 2SC1815、1S1588 などを用います。なお、このプログラムはプログラムリストのJE3PRMの中の SDRhu_mute  で登録されています。
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以上であるが、周波数の連動ができないなどの面倒もあるが、実際のQSOで格段の威力を発揮できた経験があり、アマチュア無線の形態に今後影響が出ると思う。



SDR用にFETを使ったリニアアンプを最初の作ったのが2014年でだいぶ前となったが、ここでまとめておきたい。 当初は500Wを目指し、電源だけは30~100V可変 10Aを用意した。 既製品としては無かったので、48V 10A の電源をシリーズにつなぎ、電圧可変範囲を若干広げたVRを外につけ、連続可変ができる電源とした。 様々なFETを実験するには可変電源は必須である。 問題はFETの選択である。 実験して壊しても懐の痛まなく、HFに対応できるパワーFETを見つけるのは難しい。 安価なスイッチング電源用のFETが使えないかと探し、TK10E60W(Pd=100W)AOT5N60(Pd=130W)を見つけ、実験した。  数本のパラープッシュ での実験を色々試したが、500W出力は無理と判断し、50W、150Wの2つのリニアとしてまとめてみた。 これの詳細は下記ホームページで説明した通り。http://www3.kcn.ne.jp/~takishin/je3prm/sdr/amp_sdr_j.html
ただし、その後 TK10E60WとAOT5N60の手持の全てを破損し、製造中止で高価となってしまったので、オーディオ用FETの2SK1530(これも製造中止品)に変更した。 その回路は下記の通りである。
150Wamp
この回路図ではRX/TXの切り替えや、ファンのコントロールなどは割愛し、増幅部だけ抜き出した。
外見は写真の通りで、枠は木箱を利用して製作した。sdr_amp150
FETをつか使う上で、やはり問題なのはバイアス電圧・電流ある。 現在 Vd=80Vでアイドル電流を2SK1530で1本あたり50mAとした。 これはかなり小さすぎると指摘される値ではある。 この条件だとIMDは-20dB程度となる。 通常のリニアとしては-35dBは欲しい。 これを確保するにはアイドル電流として300mA以上が必要と思われる。
その場合、やはりFETの温度上昇による破損のリスクが高くなる。 
ここにプリディストーションの大きなメリットが出てくる。 -20dBが一気に-60dBに改善される。

上記の回路で一応バイアス電圧は温度補償回路をサーミスタを使って対策してはあるが、やはり必要最小のバイアス電圧としたい。 サーミスタ回りの回路定数は、2sk1530の温度特性を自分で調べて決定した。 ちなみに2SK1530を一旦氷で冷やして特性を取った。

この状態で、妙な現象が起きた。 今まで何度も実験中やQSO中にパワーを入れすぎ破損させてきたが、ここ2週間の間に2個、しかもQSO中でも実験中でもないときに破損した。 つまり使おうと電源をいれたら破損していた。 これは電源のON、OFFで何かが起こったと考えられる。 RX/TXの切り替えやバイアス制御に関して、電源ON/OFF時の動作の不安定が原因かもしれない。 そこで80Vのドレイン電源の供給スイッチをメインとは別に付けた。 これで様子を見よう思う。

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