SDRトランシーバー3号機の製作「送信ユニットの製作」

回路構成の検討

左図はTX UNITのブロック図(クリックで拡大)。 　SDR1号機で使用した、Genesis G40からの1.966MHzTX IFを本TXユニットで5MHz台のVFO信号とMIXして、7MHzの出力信号に変換します。 　入力側の1.966MHz BPFでは、G40で作成したIF信号に含まれる、不要信号(特に、DCバランスずれによる1.984MHzや送信イメージ2.002MHZ)成分を 減衰させます。 　MIX ICにはNJM2594を使いましたが、やはりノイズが大きくCAR出力とのレベル比が-65db程度しかなく、スプリアス規定上もマージンが無く次期SDRでは 別のICを検討必要です。 　出力アンプは当初、トランジスタでの構成にしていましたが、入出力のインピーダンスマッチングが定まらず、OP AMPで簡単に済ませましたが十分な特性が 得られました。

　 BPFの検討

新スプリアス規定に対応するため、しっかりとしたBPFが必要です。左図はMIX前段の1.966MHzのBPF特性シミュレーション特性です。クリックで拡大 　このBPFでは、SDR I/Qバランスずれなどにより生ずるイメージの除去などを目的としています。I/Qバランスはソフトでの補正も可能ですが-50db程度なので、BPFでとっておきます。

左図はMIX出力側のBPFシミュレーション特性、ZinとZoutはそれぞれのICの出力インピーダンスと入力インピーダンスに合わせて10Ωと150Ωに合わせています。 　当初2ポールのBPFで製作しましたが、(VFO Freq - 1.966) x 2 = 6.4MHzの不要スプリアスが取り切れず、3ポールのBPFに変更しました。再製作に備えて、子基板にしていたのが幸いしました。 　3ポールBPFの調整には、Lとの共振回路のコンデンサ定数をトリマ―にして20%程度は可変出来るようにしておく必要があります。

回路

回路はクリックで拡大。入力のCW/SSB切り替えの理由として、CWの高速打ちではソフトでI/Q信号を作成することができず、止むなくSi5351のクロックジェネで 作成した1.966MHzの信号を利用するための切り替えです。 　LM7171は、以前秋月で購入できましたが、現在は販売無くなっています、7MHz帯で使用できるOP AMPの品番は他にもあるようです。ゲイン設定は2.2k/47ですが 実際には計算通りのゲインは得られずカット&トライとしました。

組み立て
　上写真の様に、BPF部はTX UNIT基板を別けて組み立てました。BPF部は細かなチューニングが必要となるため、調整し易いように基板を 分離し、調整完了後にMIX部基板に子基板として立てて実装します。
　ほぼ、すべてのCR類はチップ部品を使っていますので、基板上はすっきりしています。最近では、地元のパーツショップでもチップ抵抗の小売り販売があるので 入手性も良く、積極的に利用したいところです。チップ抵抗は、チップコンデンサと違いクラックによる不具合も少なく、基板実装スペース低減が可能です。

特性評価
　簡単に特性評価してみました。
VFOにはFT-101Zの5MHz台を組み合わせています。VFO信号は400mVpp。

項目	測定値	備考
消費電流	---	電源電圧15.0V
ゲイン	+18db	入力1.966MHz -14bm 出力7.1MHz +4dbm
最大出力	+20dbm	入力1.966MHz　AM変調70% 出力波形をモニターし波形クリップ無しの最大振幅を目視確認
F特性1	-5db	IF中心周波数　1.966MHzと1.984MHzのレベル比
F特性2	-14db	IF中心周波数 1.966MHzとイメージ周波数2.002MHzのレベル比
高調波　2f 3f	-45db -50db	出力周波数14MHz、21MHzのレベル比を測定

　SDR#3開発当初、使用PCの内蔵サウンドカードのサンプリング周波数はA/D、D/Aとも96kHz対応できると思っていましたが、実際にはD/A部は44.1kHzまでの 対応しかしていないことが判明。当初F特性1,2はそれぞれ、2MHzと2.036MHzを予定していたので、BPFの減衰量が減ってしまいました。何とか-60db以下には収めたいと思いますが もう少しBPF特性を改善する必要があるかもしれません。

今後の予定
　 　PA UNITやCPU部などは、以前製作のQRP AM送信機やSDR#1号機からの使いまわしなので、ほぼすべてのユニットが出来たことになります。次回は総合特性などの評価を を通して、ソフトのデバッグを進めていく予定

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