50MHz AM/FM/USB/CWトランシーバーの製作13

'11.11.19
ノイズブランカ部の製作
   
 今回はノイズブランカ部の製作です。
当初の計画ではオリジナルのユニットをそのまま使用する予定でしたが、動作が不安定です。基板をみるとGNDパターン面積が少なく、更に部品が混み合 っているため回路間のアイソレーションが悪く、ちょっとしたショックで発振ぎみになっています。結局、このユニットも新たに製作することにしました。
 ノイズブランカの製作は初めてなので、どのような回路にするか、ノイズカットの効きはどうなのかまずはユニバーサル基板で実験してみました。
 実験基板は安いベークのユニバーサル基板ですが、GNDパターンは銅テープを貼って使用します。パターン面にそのまま部品を半田付していくと部品交換 が容易になります。
 
 左の写真はオリジナルのノイズブランカと新たに試作したノイズブランカ。抵抗を立てて実装するためリード長が長く、更に隙間なく実装しているため 回路間の浮遊容量が大きくなります。当時はこのような実装が一般的でしたが、動作不安定になりやすい要因です。
 今回製作したユニットは、手書き両面基板を使用し、片面はGNDパターンを広くとり、CR類はチップ品を裏面に実装しています。インダクターはオリジナル 基板からの再利用です。部品点数はほぼ同等ですがオリジナルに比較して、すっきりし動作は安定しました。
 
 左の写真はオリジナルのノイズブランカと新たに試作したノイズブランカの基板裏面の様子。オリジナルはGNDパターン面積は少なく、ラインも細くなっ ています。
回路
 ノイズブランカの回路変遷を調べてみると、大体以下のようになっています。
                                                
開発 ノイズアンプ部ノイズ検出部ノイズゲート部
開発初期無し、叉は1段程度で比較的ゲイン少ないノイズと信号の振幅差で検出ダイオード1個でON/OFF、レベルは固定
開発中期1段、叉は2段程度でAGCをかけているノイズと信号の振幅差、叉は立ち上がり時間差で検出ダイオード2個を平衡型にし、ノイズレベル可変
現在2段程度でAGCをかけているノイズと信号の振幅差と、立ち上がり時間差で検出ダイオード2個シリーズを平衡型にして、更にOFF時のアイソレーション対策、レベル可変

今回の製作では、はじめての回路ということもあり、オリジナルに近い構成でまとめました。
  IF フィルター部 オリジナルは複同調のBPFですが、今回は10.7MHz2ポールの簡単なクリスタルフィルター(10M15A)を実装。
 IF AMP部 フィルターのロスや、IF AMPユニットのゲイン不足を補正するため、IFユニットと同じ3SK263のアンプを実装。
 ノイズアンプ部 2SK19のバッファを通して、TA7045アンプで約30db程度アンプします。アンプには時定数長めのAGCを掛け、ノイズとの分離を狙って みました。
 アンプ後、D2,D3で信号と分離し、更にQ3,Q4でアンプし、ノイズゲートパルス信号を作ります。この回路はトランジスタ以外オリジナルと同じにしました。
ノイズゲート部 ダイオードにはバンド切り替え用PINダイオードを使用、またダイオードのバイアス調整を可変するためにパネル面に実装しました。
ノイズブランカOFF時には、ダイオードを完全にONするよう、Q6でカソード側を強制的にGND側に落としています。
効果
 ノイズとして、模型用のモーターの端子から0.1uのコンデンサを介してIF INへ入力して効果をみました。それなりの効果はありますがやはり改善の余地は あり、今後の課題として
 ・ノイズ波形として細い微分波形のようになっているが、ノイズの先端でカットしてもノイズの裾の部分が切り残しになる。
 ・50MHz帯では、近隣からの電気製品のノイズが大きく、AF段でのノイズリミッタの方が効果期待できるのでは?
など。今後はSDRでのノイズブランカ動作と比較してみます。
回路図
全体確認後、変更の可能性あります。
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