全体構成
SDR全体のハード製作の負担を減らす為、SDRフロントエンドには既存のトランシーバーを利用し、SDR側ではIF以降のハードを受け持ちます。
こうすることで、当局の場合、以下の様なメリット、デメリットがあります。
メリットとして
全体構成見直し
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左図はほぼ最終的なSDR全体の構成、信号の流れについて説明します。 SDRメインはFV-101ZのケースとVFOを利用してSDRと周辺回路を組み込みました。メインのトランシーバーはFT-301Sを利用し RX IF信号取り出しとTX I信号F入力の改造をしています。 メインTRXからのIF信号は9MHzですが、SDRでは8.988MHz+/-16kHz帯域としました。中心周波数0HzではDCオフセットの影響でビート 発生するため0Hzを避けています。SDRのLOCALは(8.988MHzx4倍)のSi5351で作成し、SDR G40に供給。 SDR G40のIQ出力は送受切り替えリレーを通して、パソコンのライン入力へ供給。 送信時はマイクからの信号をリレーを通してパソコンのライン入力とします。 パソコンからの出力は、送受切り替えリレーを通して、LPFを経て外部スピーカ出力します。パソコン内部Windows上のスピーカーをソフトで ON/OFFする手法が判らないので、今のところPCのスピーカ音量は出来るだけ絞っておかないと、送信時にハウリングを起こします。 CW送信時、当初ソフトで12kHz IQ信号を作成していましたが、フルブレークイン動作に追従出来ず、結局12kHzのAF OSCをハードで作成しました。 VFOはアナログVFOをそのまま使用していますが、周波数安定度が必要な場合は、PICマイコンでカウントしたVFO周波数データーをSi5351に送り周波数を固定します。 当局の場合DDS VFOのダイアルフィーリングがどうも馴染めず、アナログVFOのフィーリングを活かし必要に応じてSi5351に切り替えます。 送信時はイメージ低減のため、簡単なクリスタルフィルターを通して、FT-301SのTX IFへ戻してミキサー以降の処理はFT-301のハードを利用します。 PC側とSDRはPIC16F886でシリアル通信、周波数カウンターLCD表示、Si5351制御等を受け持っています。 |
組み立て
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写真はリアーパネルの組み立ての様子。クリスタルフィルターは、将来的に他の周波数に交換出来るように背面に実装しました。今後保護用のカバー
をつける予定です。 全面パネルには、AF VRとスイッチキャパシタのLPFカットオフ周波数可変VR。左上SWは、表示周波数のオフセット切り替え、+/-1.5kHzと+700Hz切り替え 、プッシュSWはPTT、FIX、UP/DOWN SWでFIXを選択するとSI5351の発振に切り替わります。UP/DOWNはプログラム容量の都合上盛り込んでおらず、パソコンから 制御するようにしています。
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メインTRXの改造
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メインTRXは古いFT-301Sを使います、IF信号の取り出しは9MHzのルーフティングフィルターの前からエミッタフォローを介してSDRへ供給します。 TX IFの入力はメインTRXのDRIVEレベル調整が有効になるステージに入力します。TX IFの内部/外部切り替えはPC側から制御し、通常は内部TX IFを 選択しFT-301側には選択SWはありません。 実装はシャーシ裏に子基板に組んだ回路を、固めの線材でとりつけました。写真のアルミ電解コンデンサ下にRX IF取り出しと、コンデンサ右側に見える子基板 はTX IF切り替え基板実装です。 メイン側FT-301SのRF段にはAGCがかかっているので、SDRのAGCと2重動作になりますが、FT-301SのAGCはSLOWにしておけば特に違和感無く使用できます。 |
使用感
試験的にSSBとAMで運用してみました。SSBは5W、AMは2.5WのQRPで変調は柔らかめとのレポートです。受信感度やスプリアスなどの詳細データーはこれからですが、
受信/送信の様子を動画にとってみました。
動画は7MHz 使用のアンテナは最近自作したエンドフェッドアンテナで夕方のコンディションが比較的良くCWバンドはQRPコンテストの最中でした。
SDRStudyハード部のデモ動画 (YOUTUBEへ)
今後課題
動画の中で、ダミーに切り替え後もノイズ音が大きいのが気になります、S/Nが悪いわけでは無くソフト上のRF AGCのかけ方や、AFゲインとのバランスがうまくないようです。
この辺りや、更なるソフト機能追加など検討していきます。
しばらくは作業台の上に置いて、7.150MHz付近で出ていますので聴こえていましたらレポートお願いします。