純ハード制御の鋸歯状波発生器

２０２０／０９／０９（水曜日）　晴れ

今、マイコンで鋸歯状波を生成させてそれを増幅してバリキャップ同調ＶＦＯに
加えてエアバンド付近をスイープして受信する実験をしている。
でもバリキャップ同調ＶＦＯがなかなかうまくいかず手こずってしまったが
何とかこのＶＦＯの出力をＬＯＣとして１０.７ＭＨｚ・ＩＦのシングルスーパーで
ＶＨＦエアーバンドを受信することができた。
さぁ、次はバリキャップに鋸歯状波を加えてスイープ受信の実験を始めよう。

同じようなことは１年ばかり前に実験している。
この時はＵＨＦ帯のミリタリーバンドの電波の確認をするための、「空中電波
スキャナー」というようなもので３００ＭＨｚ～３５０ＭＨｚぐらいをスイープ
して受信し、検波出力をオシロスコープで目視するというものだった。
結果はまぁまぁだった・・・・かな？
（オイらの「まぁまぁ」は一般のレベルでは「失敗！」の範疇なんです。）
その時に作った鋸歯状波発生器を使えばすぐにでも受信実験ができるはずだ。

　　　（以上前書き　　相変わらず前書きが長いねぇ）

左は工作中の「マイコン制御鋸歯状波発生器」。
右は以前工作した「全ハードウェア制御鋸歯状波発生器」。　

全ハードウェア制御鋸歯状波発生器は電源を接続すればすぐ動作する。（はず・・です。）

心臓部（ちょっと大げさかな？）はプリセット・リセット４ビット同期カウンタで
３個直列に接続して１２ビットバイナリカウンタになっている。
そしてその１２ビットを抵抗ラダー回路（Ｒ－２Ｒ）に接続して鋸歯状波を生成している。
Ｒ－２Ｒ回路には別電源から９Ｖ以上の電圧を加えてバリキャップを十分に駆動できるように
している。

バイナリカウンターはカウント開始数値がセットできるようにしてあり、カウント開始後
カウント終了値になるとリセットされまたカウント開始値からカウントを始めるように
なっている。
それにより、例えば開始値０、終了値４０９５とすれば出力はグランドレベル（０Ｖ付近）
から最大電圧（９Ｖ供給なら９Ｖ付近）までの鋸歯状波が得られる。

開始値がｘｘｘｘ、終了値がｙｙｙｙならばその範囲の電圧の鋸歯状波が得られる。
この範囲設定でバリキャップＶＦＯのスイープ範囲が調節できる・・・というわけです。

１年以上使っていないこの装置。
うまく動くかテストしてみた。
ところが接続端子とか、スイッチの機能が思い出せない。
１年（正確には１年４カ月ぐらい）も経つとすっかり忘れてしまっている。
工作ノートを引っ張り出したり、実際の配線を引っ張って接続を確認したりして
ようやく準備ができた。

そんな動作確認の様子を動画でご覧ください。

今、工作中のマイコン制御鋸歯状波発生器は以上の機能をマイコンで実現しようというもので
配線は少なくて済む。
（あの猛烈な配線は二度としたくありません・・・・）

ただこれを動作させるのにはパソコンを立ち上げなくてはならない。
そこで一旦プログラムをロードさせたら次からは単独で動作させられるようにパラメータ設定用スイッチや
データ確認用液晶表示器を取り付ける。
しかし、これらを動かすにはまた（オイらにとってはとっても）難しいプログラムを組まなくてはならない・・・
うまくいくかなぁ。

バリキャップＶＦＯでエアーバンドを受信してみた

２０２０／０９／０７（月曜日）　雨のち晴れ　台風１０号が九州を通過

発振同調回路にバリキャップを使ったＶＨＦ・ＶＦＯを工作している。
うまくいったらこのＶＦＯのバリキャップに鋸歯状波を加えて低い周波数から
高い周波数へスイープして発振するようにしたい。
そのスイープした周波数を受信機のＬＯＣ（局部発振）として使えば面白い
と思って工作している。
だが、このＶＦＯの発振出力を観察してみると何だか幅が広がった（周波数帯域？
が広い？）ように見える。
果たしてこれで受信機がつくれるだろうか？、と心配になってきた。
そこで、先ず手動でバリキャップに加える電圧を調節してＶＨＦエアーバンドを
受信する実験をしてみた。

　　　　（以上前書き。　いつも前書きが長いねぇ・・・
　　　　
　　　　　（「前書きのない文章は前菜のないフルコースと・・・」って
　　　　　　誰かさんが言っていた・・・ような？）

　　　　　　バカの一つ覚えで、前書きを書いてます。）

今回の実験構成はこんなものです。

バリキャップＶＦＯ以外は以前の実験で作ったものを使います。

これらはラック（これも段ボールで作ってます！）に納めています。

早速実験を始めました。

バリキャップＶＦＯはダイヤルをちょっと動かしただけで（５０ＫΩボリュームに直結）
発振周波数は変化してしまい、目的の周波数に合わせるのはとても大変です。
それにエアーバンドの交信も常時行われているわけではないので電波を捉えるのも
なかなか面倒です。
こんな実験をするのに二日もかかりました。

最初の日などは、同調を取ろうとダイヤルを回すと「ギャー、ギャー、ピー、ピー・・・」
と大きな音が出て、階下でテレビを見ていたお代官がびっくりしてやって来て

「何やってるのっ！　ギャー、ギャー、と騒がしい！　ご近所に聞こえたら迷惑でしょう！」

へーい、すいません・・・　音を小さくしてやりますのでご勘弁を・・・

そんなわけで小さな音にしか録音できませんでしたが、バリキャップＶＦＯが発振したＬＯＣで
受信したＶＨＦエアーバンドの交信です。
どうぞご覧ください。

　　
ミキサーへの入力レベルで受信感度は大きく変化する。
ＶＦＯの出力は大きい方が良いみたいだ。
これは難しいなぁ・・・

ダイヤル目盛板を取り付けました

２０２０／０９／０４（金曜日）　晴れ

工作中のＶＨＦエアーバンド用ＶＦＯはいくら調整してもこれ以上に
性能は上がらない。
そこでこの辺で見切りをつけて先へ進むことにした。
ＶＦＯと言うからにはダイヤル目盛板をつけてそのポイントの周波数が
判らなくてはならない。
ＣＡＤ（キャド）を使って目盛板を作った。
目盛板を張り付けるには一応、正面パネルを立てたケースが必要だ。
以前ならアルミ板工作でケースを作ったが、今はペーパークラフトで
済ませている。
これなら厚手のボール紙をハサミで切って接着剤で張り付けるだけなので
机の上での工作で済むので簡単だ。

　　　（以上前書き。　前書きはこのくらいがいいかな？
　　　　えっ、「前書きなんていらないからさっさと本題に入れ！」ですって？
　　　　へーい、ガッテンだ！）

厚手のボール紙（お菓子が入っていた箱のもの）を使って台を作り、正面パネルを立てた。

ＣＡＤ（ＪＷ－ＣＡＤ）で作ったダイヤル目盛板。
建築用のキャドだからこういう目盛を作るのは結構面倒です。
　

指針を付けたダイヤルノブを取り付けて一応完成。
　

ＮＷＴ－４０００で発振周波数を確認。　目盛板にその値を書き込んでいく。

目盛値を書き込み完了。

ＶＦＯは一応完成した。
さぁ、次は電波を受信してみよう。
先ずはダイヤルを手で回して発振周波数を変化させて受信してみるテストだね。
うまくいくかなぁ・・・

また部品が増えてしまった。

２０２０／０９／０４（金曜日）　晴れ

押し入れの部品箱にはもう何十年も前からのガラクタ部品がゴロゴロしている。
この部品を使って工作すれば暇がつぶせて押し入れも整理できる、ということで
始めた工作であるのだが・・・・・・

今、ＶＨＦエアーバンド（１１８ＭＨｚ～１３６ＭＨｚ）付近をスイープして
受信するラジオを作ろうと頑張っているが、いろいろ失敗を繰り返している。
先日はスイープ発振に必要な鋸歯状波を発生させるマイコン（ＥＳＰー３２）を
壊してしまった。
ＥＳＰー３２の電源は３Ｖ。　出力も最大３Ｖぐらい。　
鋸歯状波の出力は９Ｖ以上が必要なので別電源のアンプで増幅しているのだが
その電源からの接続コードをあれこれいじっているときに、ＥＳＰー３２の端子に
接触させてしまったようだ。
壊れたＥＳＰー３２には大電流（100ｍＡ以上が　）が流れて付属のヒューズ
（自己回復型）が動作してしまい、使用できなくなった。

あぁーぁ、また壊してしまった・・・
でもこれがないと工作はできない。　急いで通販で注文した。
ＥＳＰ３２は９００円ばかりだから大した出費ではないが、通販で注文するとつい
余分な部品まで注文してしまう。
例えばまた壊すといけないから予備も買っておこう、とかあれもとかこれもとか
かなりの出費になってしまう。・・・・・
これでまた余計な部品が増えてしまった・・・・・困ったもんだ。

　　（以上前置き。　相変わらず前置きが長いねぇ・・・）

通販で注文した部品が届いた。
今、コロナ騒ぎの影響で通販も納品までに結構時間がかかっていまう。

必要な部品はＥＳＰー３２が１個でいいのにあれこれ注文したので大きな箱が届いた。
また押し入れにしまうくだらない部品が増えてしまった・・・

ＥＳＰ－３２は一応‟ＤＩＰ化キット”とか言ってブレッドボードに取り付けできるように
ピンが付属してくる。　これを自分でハンダ付けする必要がある。

ピンをハンダ付けして早速プログラムをインストールし、テストしてみた。
動作は正常だ。　（当たり前かぁ…）

さぁ、もう壊さないように注意して工作を始めよう。
（って言いながらまた壊すよ、きっと・・・）

ＦＥＴの増幅度ってどのくらいなの？

２０２０／０９／０３（木曜日）　晴れたり急に雨が降ったり荒れた天気

１００ＭＨｚから１３０ＭＨｚぐらいまでの範囲を発振するＶＦＯを工作している。
発振周波数を変化させるのにはバリキャップを使用している。
このＶＦＯの使用目的はバリキャップに鋸歯状波を加えてスイープ発振させ、その
スイープ周波数を受信機のＬＯＣにしてＶＨＦエアバンドをスイープ受信してみよう
ということだ。
ただ、オイらはこういう工作は大好きで、作ったり壊したりを繰り返しているが、
基礎知識がないので大体はうまくいかず、失敗をしてしまう。
今回も発振はしてくれたがどうもその出力はスペクトラムの幅が広くて具合が悪そうだ。
そこで発振回路のトランジスタをＦＥＴに換えて実験してみたが、今度は発振したり、
発振しなかったり動作が不安定になってしまった。
どうしてだろう？
まぁ、オイらはＦＥＴはあまり使ったことがない。（スイッチングとか、可変抵抗器の
代わりに使ったぐらい。）
よーし、ＦＥＴってどんなものなのか実験で確かめてみよう。

　　　　　　　　（以上前置き・・・・相変わらず前置きが長い）

先ず、ＦＥＴってどうやって動作させるのか、実験してみた。

実験回路はこんなもの。
ゲートに加えるバイアス電圧を変化させたり、ドレーンに接続する（負荷）抵抗値を変えたりして
増幅される様子を観察した。

ＡＦ発振器からの信号を実験回路で増幅してオシロスコープで確認してみる。

そんな実験の様子を動画でご覧ください。

負荷抵抗（ＲＤ）を変えてはバイアスを調整して最大出力値とドレイン電流を記録した。

その結果、この実験回路では増幅度は約３０倍が最大だった。

トランジスタの増幅度はどうなんだろう？
これも実験してみた。
実験回路はＦＥＴと同じ。　トランジスタはＶＦＯで使っているのと同じの‟２ＳＣ３３５５”にした。

負荷抵抗を変化させてバイアス電圧を調整し、最大出力を記録した。

その結果、トランジスタ増幅では増幅度は１２５倍だった。

オイらの実験ではやっぱりトランジスタの方が増幅度は大きい。（ＦＥＴの３．８倍）
だからトランジスタの方が発振しやすいのかも知れない。
でもねぇ・・・聞いた話によると「発振回路に必要な増幅度は３倍以上あれば良い」と
いうことだ。
ＦＥＴだって３０倍近い増幅度があるんだから安定に発振してくれるはずだ。
もう一度実験してみるかぁ・・・・・
　
　（こんなことばかりしていて先へ進めない・・・・　でもこういうのが好きなんです・・・）

やっと発振回路基板ができがったけど・・・・・

２０２０／０８／３１（月曜日）　晴れ

VHFエアーバンド（１１８MHｚ～１３６MHｚ）を自動的にスイープ（スキャン）して
交信中の電波の有無を検出して受信してみる、というテーマに向かって工作をしている。
以前、UHFのミリタリーエアバンド（３１０MHｚ～３５０MHｚ）をスイープして
電波を確認するという実験をしたことがある。
この実験はなんとかうまくいってオシロスコープ画面に電波の有無を表示させることが
できた。
今回はそのVHF版なんだけど、それがなかなかうまくいかない。
前回のUHF版はマグレだったのかなぁ・・・・・
オイらの実験や工作は再現性が乏しくて同じものが作れないのです。
安定な発振、きれいなスペクトラム、高範囲で高出力な発振・・・など自分の実力も
わきまえず無茶苦茶工作を続けています。
さぁ、今日も頑張っていこう・・・
　　　　　　　　　
　　　　　　　（以上前置き　相変わらず前置きが長い）

発振回路は何とかできたが、これをそのまま出力するのはちょっと心配だ。
出力部付近に手を近づけたり、コイルに手を触れたりすると発振は変化したり停止したりする。
やっぱりバッファ回路を付けておこう。

回路図はこんなもの。　部品の定数などはいい加減に設定・試行錯誤で調整してある。

有り合わせの部品を組み合わせて改造した。

コイルをとっかえひっかえして発振周波数を調整した。

NWT-４０００（簡易スペアナ）で発振周波数の確認。

電圧の変化と周波数の変化がおかしいがあれこれ調整しても治らない。

NWT-４０００で１２０MHｚのみを表示してみた。　案外すっきりしているが・・・・・

ＳＤＲドングルで受信してみるとこんなにぷっくり膨らんだスペクトラムが表示される。

　　　　　　　　　　　　　　　
以前のＵＨＦ・ＶＦＯの工作ではバリキャップに電源からのノイズが加わって発振出力が
ＦＭ変調されてスペクトラムはもっと広がっていたが・・・・
それでもこれはちょっと気になる。

そこでバリキャップを取り外して（エア）トリマコンデンサを取り付けて確認してみた。

バリキャップを取り外して（エア）トリマコンデンサを取り付けて発振させた。
ＮＷＴ－４０００のスペクトラムにはあまり変化はないが・・・・

ＳＤＲドングルで受信してみると鋭く尖ったスペクトラムが表示される。

試しにＮＷＴ－４０００のＶＦＯ出力をＳＤＲドングルで受信してみた。
やっぱり鋭く尖った波形が表示される。

バリキャップで同調を取った発振回路はぷっくり膨らんだ変な波形だが
いくら調整しても鋭くはならない。
まぁ、オイらが作る回路はこんなものなんだろう。

手持のＦＥＴにＶＨＦ増幅用の２ＳＫ１９２Ａというものがある。
今度はこのＦＥＴで発振回路を作ってみよう。　うまくいけばいいのだが・・・・