ソフトウェアラジオの製作4


2011年から進めているSDRトランシーバーはスタートから既に3年経ちました、プロジェクトの合間をみながら少しづつ進めてきたSDRは、ようやくスポット周波数ながら実際に QSOできるところまできましたが。写真は自作リニアと組み合わせて動作確認の様子。実用化するにはまだ課題も多いですが少しづつ経過をまとめていきます。

2014.9.20

  今までの問題点と対策
 受信部は比較的良好に動作していますが主な問題点として。
 1.イメージ40〜50dB程度しかなく、CW帯域にSSBモードの信号がイメージで聞こえる。
 2.ローカル信号近傍に強力な信号があると、SDRソフト処理されずダイレクト検波された信号成分がPC内部スピーカからシャカシャカ音で漏れてくる。
 3.夜間のコマーシャル放送の混変調によりバンド内がざわついてしまう。

 送信部の主な問題点
 4.マイクとSDRからのライン信号切り替え、叉はMIXer回路がなくマイクが使えない。
 5.送信イメージが30〜40dBしかなく、キャリア出力がイメージ信号によりAM変調を受けたようになる。
 6.PHONEモードでは、PTT動作出来ずPC画面のMOXボタンをクリックしないとTXモードにならない。
 7.ファイナル(IRF510)のヒートシンクが小さく、アイドル電流をマニアル通りに設定してAM運用するとFETが破壊してしまう。
 8.TX時PCスピーカーからモニター音が0.2秒ほど遅れて出てくるので話づらい。

 対策として、
 1と5のイメージについてはその後の調査でソフトでの補正ができることがわかりましたので、左右のバランスと位相をソフト上で調整すると60dB程度まで追い込めましたが、周波数 をずらすと一気に悪化します。スポット周波数で運用すればなんとか実用レベルなので、とりあえず7.195MHzのAM周波数であわせました。
 2についてはSDRソフトのAF VRを20%程度とし、PCからのスピーカ音量をしぼりG40のヘッドホン端子から外付けのオーディオAMPを追加しました。更に高域成分はLPFでカットする ようにしました。
 3についてはG40の受信RF AMP部の問題であり、BPFの挿入により対策可能。
 4については、外部にマイクとライン信号の切り替え回路を追加。
 6についてはソフト上の問題と思われるが、解決案がありません。この件についてはSDRのYahoo GRPにもあまり質問として出ていませんので、当局だけの問題かもしれません。
 7については、ファイナルのアイドル電流を100mA程度に抑え、RF OUTを0.5W程度に抑えています。実際には後段にアンプをいれるのでG40のボード上では軽く動作させます。
 8については、TX時外付けのオーディオAMPをMUTEする回路を追加しました。

G40 実験セットの様子
 左の写真はG40 実験基板の様子、左上に外部LOCAL信号用AMP、右上に外部オーディオアンプとマイクアンプ。オーディオアンプはいつも使用しているuPC575C2ですがいよいよ 今回の製作で手持ちがなくなりました。オーディオアンプSP出力にはL/CのLPFを内蔵しました。
  使用感、今後の課題
 トランシーバーとして一通り動作するようになり、使用感をまとめてみます。使用したアンテナは10mH フルサイズDP、PCはTOSHIBA DynaBook TX Win7、内蔵サウンドカードサンプリングは192kHz叉は96kHzです。ソフトはPower SDR Ver1.9.0 sr40を使用しました。運用周波数7.195MHz AMモード リニアアンプを付加してCAR出 約8Wで数局とQSO。

受信部の使用感 
 外部オーディオAMPとSPおよびLPFの効果により耳障りな高域音がカットされ落ち着いた受信音になりました。夜間の混変調はアンテナ入力にBPFを挿入することですっきりします。
 別送信機との組み合わせにより、本機をCWモードの受信機単体として使用する場合は、キーダウンして0.2秒ほど遅れてモニター音が出るのでフルブレークインCW運用時は短点と短点の間 に受信モードへの切り替えに対策が必要です。
送信部の使用感 

 AM変調時ややエコーがかかっているとのレポートを受けています。おそらくPC内部でソフト処理された信号と、直接サウンドカードから漏れる信号が混ざって結果エコーがかかっているのかもしれません。
 ALCが十分かかっているのか過変調になることがありませんので、やや浅めのAM変調です。送信波形をシンクロでモニターしていますが、しゃべっている波形とモニター表示の時間がずれているため モニターになりません。Phoneモード時はKEY/PTTで送信モードに切り替わりません。PC画面のMOXボタンを押さなければならず、どうも操作性が良くありません。

今後の課題
 とりあえず実際にQSOで使用してみるという目標はクリアーできましたが、まだまだ実戦に使用するまでには至りません。やはり前段にフロントエンドをつけシングルスーパーの構成にしないと 実用化は困難と思います。
 あるいは、QSO用の受信機として実用化するよりも、メジャーリングレシーバーのような測定器としての用途に進めた方がいいのかもしれません。今後の進め方については更に検討を重ね、まずは 次のステップとして、シングルスーパー化、およびPTT動作の改善を目標として検討を進めていきます。G40をお使いでPTT動作をクリアーされている方からの情報いただければ幸いです。

BLOCK図
 現在のブロック図は以下の通りです。

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