soltec 工房

明けましておめでとうございます

2024.01.01 8:50頃　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　自宅付近から
今年は、風が少しありましたが大変良い天気で、きれいな富士山でした。


■今年もよろしくお願いいたします。





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周波数カウンタ HP 53131A/53132A/53181A 用プリスケーラ基板の小さな変更(2023/10/07 追記あり)

HP 53131A/53132A/53181A 用のプリスケーラ基板を変更し SOL652-2 としました

● 周波数カウンタ HP 53131A などの測定周波数範囲を拡張できる
　アマチュア無線家向けプリスケーラ基板を作りました。
● BS/CS放送受信チューナ用のプリスケーラICを使用し、測定周波数を
　3GHz程度まで安価に拡張できます。
● 小型化設計のため組み込み作業が簡単です。
● HP 53131A のほか 53132A / 53181A でも使用できます。



■ プリスケーラ基板 SOL652-2 の主な仕様
　1) 入力周波数：200MHz ～ 3,200MHz
　2) 入力レベル：約+10dBm ～ -20dBm 50Ω（周波数により異なる）
　3) 分　周　比：1 / 128
　4) 電　　　源：+12V・約50mA 本体内部から供給
　5) 基 板 寸 法：50x24mm


■ プリスケーラ基板 SOL652-2 の外観　

・消費電流が少ないので、3端子レギュレータを少し小さいものに変更しました。
・プリント基板の寸法に変更はありませんが、少しだけ形状を変更しました。
・基板の寸法は、50x24mm で高さは約17mm です。

・リボンケーブルのコネクタを取り付けた状態です。


■ SOL652-2 の回路図（2023/10/07 追記）

・3端子レギュレータのみの変更で、他の部品定数に変更はありません。
・回路定数や部品は、特性改善のため変更することがあります。（2023/10/07）


■ HP 53181A への組み込み

・入手した中古の HP 53181A の前面パネルへ試作基板を組み込んだ様子です。
・HP 53181A の詳細は Data Sheet をご覧ください。
・53181A の背面のトルクスネジ3本を取外し、ケースを抜きます。
　ケースの外し方は Service Guide の 3-2 ページ以降をご覧ください。
　　a) 前面パネルの CH2 入力のキャップを取外します。
　　b) SOL652-2 基板の BNCコネクタのナットで、前面パネルへ止めます。
　　　 (BNCコネクタのナット止めは、パネルに傷をつけないように注意)
　　c) リボンケーブルを写真のように、それぞれのコネクタに取り付けます。
　　d) 以上のように簡単な作業で組み込みが完了します。
・53181A のプリント基板は、53131A と共通で使用されており
　搭載部品に差があるようです。


■ CH2 の周波数表示

・CH2 の BNCコネクタへ SSG から 3.2GHz の信号を加えた表示です。
・53131A と同様に動作しました。
・入手した 53181A の基準周波数発振器は、 OCXO タイプでは無いので
　周波数安定度が低く高い周波数の測定には問題があるようです。


■ CH2 の入力感度特性

・53181A の CH2 へ SSG HP 8648C からの信号を加え、入力感度を測定しました。
　　Freq：100kHz ～ 3,200MHz
　　OUT： Max +13dBm (50Ω)
・測定時のSSG出力レベルは 1dB ステップです。
・Maxレベルは、SSGの能力により制限されており、+13dBmを越える
　入力レベルの試験は設備の関係で出来ていません。
・入力感度の範囲は、正常な周波数値を表示する入力レベルです。
・SOL652-2 4台を測定しました。
　　a) uPB1507GV の仕様により 2.8GHz近辺で感度が高く、無入力時には
　　　 Noiseによる 2.8GHz付近のバラついた周波数を表示します。
　　b) 感度の高い周波数 2.8GHz近辺が、高調波関係となる入力周波数近辺で
　　　 RF AMP の波形クリップよる高調波の増加と思われる影響で
　　　 ミスカウントによる大入力レベルの低下が見られます。
　　　 (大入力で下位桁表示がバラついたり、2倍・3倍の周波数を表示します)
　　c) 従って 約800 ～ 1,000MHz の間は、大きな入力レベルに注意して
　　　 使用ねがいます。(特性が若干変わったようです)
　　d) UHF帯の各アマチュアバンドは、グラフの青線の入力レベル程度で
　　　 使用してください。(各バンドとも 30dB 幅以上を確保できています)
　　f) 高い周波数を除き入力感度のバラつきは小さく収まっています。
　　g) プリスケーラICは、低域周波数(500MHz)の仕様を超え 200MHzまで
　　　 使用しますが、動けば OKのアマチュア精神？を発揮した使い方です。
・以前のプリスケーラ基板の詳細は こちら をご覧ください。


■ 入力感度特性のバラつき（2023/10/07 追記）

・素子の特性により、大入力レベル時の入力感度特性が若干バラつくようです。
・今回測定したプリスケーラの入力感度特性グラフで、700MHz 近辺および
　3.2GHz 近辺の特性がバラつきます。


・700MHz 近辺を拡大し、10MHz ステップで測定した例です。
・大きな入力レベルの測定時には注意してご使用ください。


■ SOL652-2 プリスケーラ基板ユニット一式

・組立て済みの基板とリボンケーブル一式をヤフオクで頒布する予定です。



■ ご注意
・この基板はsoltec41が個人的な興味で作ったものであり、使用の結果を保証
　するものではありません。
・RF回路なので使用部品や組立て方で性能が出ない場合があるかも知れません。
・記事中のメーカ名は、旧社名を多用しています。
・この基板を使った事により不具合が発生しても自己責任として解決願います。





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明けましておめでとうございます

2023.01.01 9:15頃　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　自宅付近から
今年も大変良い天気で、きれいな富士山でした。


■今年もよろしくお願いいたします。





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周波数カウンタ HP 53131A 用プリスケーラ基板

HP 53131A 用のプリスケーラ基板 SOL652-1 を作りました

● 周波数カウンタ HP 53131A の測定周波数範囲を拡張できる
　アマチュア無線家向けプリスケーラ基板を作りました。
● BS/CS放送受信チューナ用のプリスケーラICを使用し、測定周波数を
　3GHz程度まで安価に拡張できます。
● 小型化設計のため組み込み作業が簡単です。
● HP 53131A のほか、実機が無いので未確認ですが 53132A / 53181A でも
　使用できると思われます。
● 製作にあたり JR1KDA OM の開発品を参考にさせていただきました。



■ プリスケーラ基板 の主な仕様
　1) 入力周波数：200MHz ～ 3,200MHz
　2) 入力レベル：約+10dBm ～ -20dBm 50Ω（周波数により異なる）
　3) 分　周　比：1 / 128
　4) 電　　　源：+12V・約50mA 本体内部から供給
　5) 基 板 寸 法：50x24mm


■ HP 53131A

・ローカル局所有の HP 53131A 用に製作しました。
・HP 53131A の詳細は Data Sheet をご覧ください。



■ CHANNEL 1 / CHANNEL 2 の入力感度

・参考のためHP 53131Aの CH1/CＨ2 の入力感度を測定してみました。
・写真の CH3 にはプリスケーラ基板を組み込み済みです。


・測定に使用した SSG は、HP 8648C です。
　　Freq：100kHz ～ 3,200MHz
　　OUT： Max +13dBm (50Ω)
・Maxレベルは、SSGの能力により +13dBm に制限されています。
・測定時の出力レベルは 1dB ステップです。
・両チャンネルとも規格を十分満足しています。


■ HP 53131A への組み込み

・HP 53131A の前面パネルへ試作基板を組み込んだ様子です。
・53131A の背面のトルクスネジ3本を取外し、ケースを抜きます。
　ケースの外し方は Service Guide の 3-2 ページ以降をご覧ください。
　　a) 前面パネルの CH3 入力のキャップを取外します。
　　b) SOL652-1 基板の BNCコネクタのナットで、前面パネルへ止めます。
　　　 (BNCコネクタのナット止めは、パネルに傷をつけないように注意)
　　c) リボンケーブルを写真のように、それぞれのコネクタに取り付けます。
　　d) 以上のように簡単な作業で組み込みが完了します。


■ CH3 の周波数表示

・CH3 の BNCコネクタへ SSG から 3.2GHz の信号を加えた表示です。


■ SOL652-1 の回路図

・SOL652-1基板の回路図です。
・プリスケーラIC は、NEC の uPB1507GV を使用しました。
・プリスケーラの前段には RF AMP BGA616 を使用し、その入力側には
　ダイオードによる保護回路を入れてあります。(気休め程度？)
・uPB1507GV は、BS/CS放送受信用チューナの PLL回路に使用される
　ICで、常に入力信号があることを前提に作られたようです。


■ 基板の外観

・基板の寸法は、50x24mm で高さは約17mm です。


・リボンケーブルのコネクタを取り付けた状態です。


■ CH3 の入力感度特性

・CH3 へ SSG HP 8648C からの信号を加え、入力感度を測定しました。
　　Freq：100kHz ～ 3,200MHz
　　OUT： Max +13dBm (50Ω)
・測定時の出力レベルは 1dB ステップです。
・Maxレベルは、SSGの能力により制限されており、+13dBmを越える
　入力レベルの試験は設備の関係で出来ていません。
・入力感度の範囲は、正常な周波数値を表示する入力レベルです。
・A～F の6台を測定しました。
　　a) uPB1507GV の仕様により 2.8GHz近辺で感度が高く、無入力時には
　　　 Noiseによる 2.8GHz付近のバラついた周波数を表示します。
　　b) 感度の高い周波数 2.8GHz近辺が、高調波関係となる入力周波数近辺で
　　　 RF AMP の波形クリップよる高調波の増加と思われる影響で
　　　 ミスカウントによる大入力レベルの低下が見られます。
　　　 (大入力で下位桁表示がバラついたり、2倍・3倍の周波数を表示します)
　　c) 従って 約700 ～ 1,000MHz の間は、大きな入力レベルに注意して
　　　 使用ねがいます。
　　d) UHF帯の各アマチュアバンドは、グラフの青線の入力レベル程度で
　　　 使用してください。(各バンドとも 30dB 幅以上を確保できています)
　　f) 高い周波数を除き入力感度のバラつきは小さく収まっています。
　　g) プリスケーラは、低域周波数(500MHz)の仕様を超え 200MHzまで
　　　 使用しますが、動けば OKのアマチュア精神？を発揮した使い方です。


■ SOL652-1 プリスケーラ基板ユニット一式

・組立て済みの基板とリボンケーブル一式をヤフオクで頒布する予定です。
・頒布時期や価格は、追ってお知らせいたします。
・「◎ HP 53131A 用プリスケーラーセット (SOL652-1) 完成品 ◎」 を
　ヤフオクで頒布開始しました。(2022/12/18)



■ ご注意
・この基板はsoltec41が個人的な興味で作ったものであり、使用の結果を保証
　するものではありません。
・RF回路なので使用部品や組立て方で性能が出ない場合があるかも知れません。
・記事中のメーカ名は、旧社名を多用しています。
・この基板を使った事により不具合が発生しても自己責任として解決願います。





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FT-101/401用の外部VFO［２］

FT-101/401用の外部VFOとして作った VFO-101/401 のインターフェイス

● 真空管を使用したトランシーバー FT-101 と FT-401 との接続に
　関連した事項を記します。
● FT-401 は、VFO のレベルに問題は無く動きました。
● FT-101 は、外部VFO入力部のインピーダンスが低く内部回路に
　内部回路に対策を施すことになりました。
● 周波数ドリフトが無くなりラウンドQSOでのラグチュウが快適に
　出来るようになりました。


■FT-401 の外部 VFO 入力回路

・EXT VFO 入力回路は、6BA6 の BUFF AMPが入っており内部VFOと
　外部VFOがパラに接続されます。
・入力インピーダンスが高い (100数十Ω？) ので十分ドライブできます。
・内部VFO動作時に J7 の RF電圧実測値は、約400mVp-pです。


■FT-101 の外部 VFO 入力回路とその対策

・上段は、EXT VFO 入力から送受信MIX や内部 VFO 回路の出力部を
　抜き出した回路図です。（トラップなどは省略）
・TX MIXは、トランジスタを使用し RX MIX は FET を使用した
　シングルエンド型のミキサです。
・VFO BOX内の出力回路には、合計 3,000pFもの大容量がグランド間に
　入っておりインピーダンスが低くなっています。
・外部 VFO は、3,000pFにパラに接続されるので低いインピーダンスで
　終端され、レベルが低下するので適正レベルが得られず MIX の変換
　ゲインが低下します。
・内部VFO動作時の EXT VFO入力端子の実測電圧は、約380mVp-p です。

・下段は、3,000pFの低インピーダンスによる電圧降下から逃れるため、
　小型のリードリレーを使用し EXT VFO を使用時は抵抗をシリーズに
　挿入しインピーダンスを上げ対策することにしました。
・RA 22Ωの値を変えることにより FT-401 のレベルに合わせることができ
　快適に動作するようになりました。


■FT-101 の VFO BOX

・FT-101 本体底面を開け VFO BOXの4箇所のネジを外し、蓋を開けた
　状態のVFO 出力端子（ハーメチックシール端子）付近の様子です。
・中央付近 [VFO BOX 出力端子] の黄色い線にリレーの接点を接続します。

■FT-101 の対策に使用するリードリレー

・リードリレーは、秋月電子の小型で安価なダイオード内蔵タイプです。
　(SS1A05D/DC5V/10mA/サージ電圧吸収用ダイオード内蔵)
・小さくカットした基板に取り付け、スズメッキ線で形を作ります。
・コイルの +5V 端子には、VFO +6V端子から電圧降下させるため
　ダイオードを入れましたが無くてもリレーの規格上問題はありません。


■FT-101 の対策回路取付け

・リードリレー回路を取付けた VFO BOX 内部です。
・リレーは、蓋の止めネジとの干渉を避けるため斜めに取付けます。
・外した黄色線は、リレーの VFO IN端子に半田付けします。
・回路図の RA 22Ω や電圧降下用のダイオードを取付けます。
・リレーの GND は、シールド板に半田付けします。
・若し元に戻す場合は、黄色線を VFO 出力端子(ハーメチックシール端子)
　に接続します。


■外部 VFO のレベルについて

・送信出力と外部 VFO のレベルを表す概念図で実測値ではありません。
・先ず内部VFOで、送信機のALC が動作しない出力(例えば50W)に
　キャリヤーレベルを調整した後、外部VFO に切替え出力レベルを
　合わせると良いでしょう。
・外部 VFO のレベル（MIXへの局発注入レベル）は大きいほど
　良いわけではありません。上図のようにMIX の変換ゲインは飽和します。
・MIX への局発注入レベルが大きすぎると、VFO信号に関連する
　スプリアスが多くなります。
・この頃の無線機の MIX は、シングルエンド型なので注意が必要です。
　この後の無線機には、バランスド型 MIX が使われていくようです。


■雑　感
・LC発振式のVFOを使用した旧機種の周波数安定化が出来ました。
・レベル合わせのため50年以上前の無線機(FT-101)を借りて懐かしい
　思いで触り、ダミーロードを接続してパイマッチング回路を操作し
　パワーをしぼり出す感覚を久しぶりに思い出しました。
・スペアナを接続し、スプリアスなどをチェックしてみましたが
　旧規格はクリヤしているようで、バンド毎にLPFを入れると
　新規格をクリヤできるものと思われます。
・同じ頃の TS-520 なども同様に外部VFO で周波数の安定化が
　図れるものと思います。(要周波数変更：4.900-5.500MHz)



■ご注意
・この基板はsoltec41が個人的な興味で作ったものであり、使用の結果を保証
　するものではありません。
・RF回路なので使用部品や組立て方で性能が出ない場合があるかも知れません。
・この改造を行なった事により不具合が発生しても自己責任として解決願います。




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