7L1WQG−アマチュア無線 オーディオ 天文

依頼があったマキ電機製の5.6GHzトランスバーターの修理を行いました。
電源を入れてしばらくすると、受信が不調になる現象です。

原因は電源レギュレーターの不良とケミコンの容量抜けとFETの調整不良でした。
ケミコン類は全てOSコン、タンタル、大容量積セラに交換しました。（適材適所で交換してます）

その後、LO,RX,TXの各部のFETを全て再調整して、送信パワー、受信感度が大幅に向上しました。

周波数を再調整して、修理終了となりました。

かなり古い型のトランスバーター（UTV-5600B 1994年製)ですが、実は古い方が基板設計は良く出来ています。

トランスバーターに限りませんが、古い機種はケミコンの容量抜けや液漏れが発生して、壊れることが多くなります。

電源部の故障で、FETがすべて壊れる等の現象も良くあり、修理不能に成ることも有りますので、気になる方はケミコンだけでも交換することをお勧めします。

10GHzトランスバーターの修理

今回はセブロン電子製のトランスバーターの修理を行いました。

ユーザーの説明では
「受信感度がとても悪くなったので、ＲＸ側の初段のデバイスを交換した所、パターンを剥離してしまい、受信感度が悪くなった」という事です。

初段のデバイス「FHX76LP」を見てみると、確かにGNDパターン（スルーホール）が剥離しています。
更にデバイスがハンダの上に浮いてました。


ＲＸ初段のFETの状態　FHX76LP


GNDパターンが無い　デバイス全体が浮いている。
これでは正常に動作しない。

これは厄介な修理です。

一度、トランスバーターを分解して、基板を取り出します。
デバイスを外して、クリーニングすると剥離箇所が良く解ります。


基板を外し、デバイスを除去しクリーニング　
見事にスルーホールとGNDパターンが剥離

基板の裏から銅線を長めにハンダ付けします。
（軟銅線が良いのですが、今回はスズメッキ線を使いました。）



その後、基板表の銅線を1.5mm〜2mm位残して切断します。
裏面はギリギリで切断します。



基板の裏に金属を当てて、ハンマーで銅線を潰します。
裏面のハンダの盛り上がりは細かいヤスリで平らにします。



表の銅線は盛り上がりが有れば、これもヤスリで仕上げます。

銅線の上に予備ハンダをして、ＦＥＴをハンダ付けします。



ＦＥＴがショートしていないか確認して、通電して調整して完成です。

24GHzトランスバーターの修理依頼
マキ電機製の24GHz帯トランスバーターの修理依頼があり、調査してみました。

ユーザー曰く、症状はキャリコンが壊れているという事でした。

しかし、電源を入れてみると、殆どのデバイスに電流が流れていませんでした。

前回の10GHzトランスバーターより深刻です。

原因は想像ですが、
まず、FETが破損して、その影響で電源（レギュレーター）
のショートで過熱して破損、更にコンデンサー関係が液漏れで、パターンショート。
その影響かトランジスタ関係も破損しているようです。

修理はかなり大掛かりになり、極端な話ですが、基板以外の部品は殆ど交換しなければなりません。
（殆どのデバイスが影響を受けているので、交換したほうが確実）

抵抗値の不適切、ＶＲのガタツキ、コンデンサーの不良、等々もありました。

最初から製作したほうが簡単なくらいの故障です。
こうなると、修理ではなくレストア

ここから先に、進めるか相談中です。


マキ電機製24GHz帯トランスバーター・ワンボード基板


電源周り、コンデンサーの液漏れ、この写真のデバイスは全て壊れている。


TXの初段、NE3210S01の頭が飛んでいる。


78N05レギュレータ　コンデンサーの液漏れによりパターンが腐食している。


キャリコンの検波ダイオード
設置方向が変？パターンが剥離している。

最終的には、持ち主の判断で、今回は修理は中止になりました。

１０ＧＨｚ帯トランスバーターの修理

マキ電機製の１０ＧＨｚ帯トランスバーターの修理依頼があり、修理しました。

症状は送受信できない、キャリコンが動かない等でした。
開けてみると、内部の基板は初期型で古いものでした。

調べてみると、ワンボード基板の78N05と78N08が壊れていました。
早速、交換しても動作しません。
調べていくと、FETがデッドショートしていました。

LOのFETを外して見ると、電源は入りました。

送信すると、またショート。
これもFETを外して、解決しました。

ダイオードミキサーですが、これも壊れていました。

症状から考えると、ＩＦ入力１Ｗの所、１０Ｗ以上を入れたのだと思います。
それで、ミキサーが壊れ、更にＬＯ、送信側のＦＥＴが一気に壊れてショートして、レギュレーターが加熱して破損したと思われます。

ＬＯとＲＦのＦＥＴにはＤＣ８Ｖが印加されており、規格電圧を遥かにオーバーして使用しています。

オーバーパワーでＦＥＴが壊れてショートして、バイアスも０Ｖになり、次々にＦＥＴが壊れていった感じです。

RF側はドレインに抵抗が入っていません。その他のFETもドレインとバイアス抵抗は10オームでした。
ＦＥＴがショートすると、１０オーム抵抗でも、800ｍAも流れます。
抵抗なしの場合は、完全ショートになり、電源周りが壊れます。

ＦＥＴはMGF1302とその他は解りませんでした。

修理は、レギュレーターを５Ｖに交換して、ＦＥＴを全て交換。
レギュレーターは78N05（300mA）では電流不足なので、78M05に交換しました。

バイアス等の抵抗値を変更、調整ＶＲはへたっていたので、交換、ミキサーダイオードはユーザーが手持ちが有ったようで交換できました。

ここで困ったのが、LOの周波数が8960MHzでIFが1280MHz

これは、ダイオードミキサーの場合、1280MHzの逓倍周波数とＲＦ周波数が一致してしまい、問題が起こります。
水晶が56MHzです。（推奨は55.9MHz　IF1296MHz）

これは仕方ないので、ＩＦ周波数をずらして調整しました。

このトランスバーターはパワーアンプが無いタイプでしたので、当初の出力は-20dBmでしたが、調整後約10dBmまで改善しました。

ＲＸ側も回路定数やデバイスも交換して、-100dBmの信号も余裕で聞こえるようになりました。

但し、この基板は非常に不安定で調整はとても困難でした。
（基板パターンの問題か？）

このメーカーのトランスバーターの同軸配線はコネクターを使わず、直接ハンダ付けなので、一度分解して、コネクターを付けてからでないと、調整が困難です。

（写真は掲載しません、ご了承下さい）

昨日、マイクロウェーブミーティングで公開した
ローカル基板ですが、本日詳細に調べると、
やはり、キャリアの近傍にノイズが有りました。

先日測定のデータがあまりにも良かったので、少し変だなと思いつつ
発表しましたが、本日、再測定して解りました。

10KHzのノイズを下げる方向に調整すると、キャリア近傍にノイズが出ます。
昨日は時間がなかったので、この辺を詳細調べていませんでした（失敗）

再調整した値では
-98ｄBc/Hz 10HKz (2290MHz) の値でした。



調整すれば10HKzでの値はもっと良くなるのですが、
今回は近傍のノイズが最も少なくなるように再調整しました。



このVCOの裸特性を考えても、この辺が良いのかもしれません。

まだまだ、修行が足らないようです。

ついでに昨日入手したセブロン電子さんの５逓倍器に入力してみました。
2290MHz　13dBm入力で、11450MHzで0dBm程度の出力でした。
スプリアスが多いので、更にBPFフィルター等で不要帯域をカット
しないと駄目かもしれません。
（このユニットだけの問題かもしれませんが？）



また、色々と実験をしたいと思います。

昨年から、要望があった２４００ＭＨｚ帯のトランスバーターを
製作しました。

取り敢えず、ワンボード基板を製作しました。
２４００ＭＨｚ帯は無線ＬＡＮ等の部品が使用できますので、ＭＭＩＣ
や、チップフィルターを多用しています。
その為に、基板は全くの無調整です。（調整箇所は無し）

送信側にはＢＰＦが３段、受信側にはＢＰＦが２段とＬＰＦが１段入っています。

今回も、基板上にキャリコンやＩＦ用ＡＴＴパターンが入っています。

基板サイズは５８ｍｍ＊７８ｍｍでＦＲ−４　厚さ０．５ｍｍです。
非常に小型になっています。



ＩＦ：４３０ＭＨｚ帯（実験では４３７ＭＨｚ）
ＬＯ：１９９０ＭＨｚ帯
ＲＦ：２４２７ＭＨｚ帯


測定結果ですが、マズマズでした。
ＩＦ入力のＡＴＴ等が無い状態での測定結果です。

ＩＦ：４３７ＭＨｚ　３ｄＢｍ
ＬＯ：１９９０ＭＨｚ　５ｄＢｍ
ＲＦ出力：２４２７ＭＨｚ　１６ｄＢｍ（約４０ｍＷ）

でした。



受信側ですが、今回は無線ＬＡＮの影響を考えて、ゲインを低くしています。
コンバージョンゲイン　約８ｄＢ
４３０ＭＨｚ帯はトランシーバーの受信感度が高いので問題ないと思います。

消費電流はＤＣ６Ｖ　２７０ｍＡとなっております。（ＤＣ６〜ＤＣ１５Ｖ動作）

スプリアスは６ＧＨｚまで見ましたが、問題ないようです。



まだＬＯを製作していないので、今後製作して完成形にしたいと思います。

昨日製作した、ローカル発振器のチューニングをしてみました。

定数を少し変更して、だいぶ安定動作するようになりました。



周波数は常温であれば１０Ｈｚ程度の変動でした。
出力は約９ｄＢｍまで向上しました。

phase noise（位相雑音）も測定してみました。
Ｒ３２７３の自動測定なので、正確さは解りませんが、下記の結果でした。

１ＫＨｚ：-93.65dBc/Hz
１０ＫＨｚ：-108.67dBc/Hz
１００ＫＨｚ：-124.11dBc/Hz
１ＭＨｚ：-139.29dBc/Hz



この辺で妥協することにします。

昨年から実験している、ＰＬＬ基板ですが、昨年発表した
ＶＣＯ−ＩＣ(マキシム)ではどうしてもＣ／Ｎが悪く、ＦＭでは問題ない
のですが、どうしてもＣＷ、ＳＳＢでは音が悪くなっていました。

そこで、色々とＶＣＯを探したのですが、市販品では良い物がなく
また、少量販売はしていただけないので、新たにＶＣＯを特注しておりました。
ＶＣＯはＦＳＫで製作していただきました。

基板もＶＣＯを変更したので、新たに製作しなおしました。
本日やっと、基板が出来たので、部品を付けて実験してみました。



基準は14.4MHzのVC-TCXOです。
今度はＣ／Ｎもかなり良さそうです。



写真は１１５０ＭＨｚです。

スパン：５０ＫＨｚ　ＢＷ：３００Ｈｚで見ています。
出力は約３ｄＢｍでした。（調整して５ｄＢｍまで出そうです）
スプリアスは：−５０ｄＢｃ程度でした。

まだ、ループフィルターや各部のチューニングは行っていませんが
これなら使えそうです。

現在は２ｃｈ仕様ですが、４ｃｈ仕様や基準10MHzにも対応できるように
一応設計はしています。

基板サイズは６１×４１ｍｍでプリアンプケースに収まるようになっています。
基板はＦＲ−４で、厚さ０．６ｍｍ　裏はＧＮＤ
電源は６Ｖ〜１５Ｖ　６０ｍＡでした。
その他：PLLロック表示LED、周波数微調整（VC-TCXO使用時）、出力調整可能（ATTパターン）

汎用性が高いので、３ＧＨｚ程度までのＬＯに使用できると思います。
（ＶＣＯは特注になりますが）

上手く行けば、4chの高品位なトランスバーターが出来そうです。
（1295，1290、1280、1270MHzの予定）

ハムフェアまでには形にしたいと思います。

５月のマイクロ波フリーマーケットはこちらです。

今年から実験している１２００ＭＨｚ帯のトランスバーター
のその後ですが、
新しい基板を設計し直して、どうにか上手くいきました。



前回はＩＦ周波数を４３０ＭＨｚ帯で実験したのですが
どうもスプリアスが強くて難儀していました。
（ミキサー内で発生している）

今回はオーソドックスなＩＦ周波数１４４ＭＨｚ帯で実験
して、上手く出来ました。

ワンボードのＴＲＶで製作して、パターンでＢＰＦを作製した
ので、サイズが大きくなってしまいました。
基板サイズは５．６ＧＨｚ帯ＴＲＶと同サイズです。
基板は０．６ｍｍのＦＲ−４です。裏面は全面ＧＮＤです。

マイナス電源は使用していないので、調整は楽です。

実験の結果は

ＩＦ周波数：１４５ＭＨｚ
ＬＯ周波数：１１５０ＭＨｚ
ＲＦ周波数：１２９５ＭＨｚ
ＩＦ入力レベル：５ｄＢｍ
ＬＯ入力レベル：１０ｄＢｍ

送信出力：２０ｄＢｍ

受信コンバージョンゲイン：２１ｄＢ

以上の結果でした。




写真は送信時のスペアナ画面です。


１４４ＭＨｚ帯で５ｍＷも入力すれば１００ｍＷ以上の
出力が得られます。

スプリアスも−６０ｄＢ近くに抑えられたので、法的問題も
クリアできます。
送信時の消費電力はＤＣ８Ｖで約１６０ｍＡでした。

出力が１００ｍＷ以上有るので、他のトランスバーターのＩＦ
用には十分ですし、更に１０Ｗまで出力を上げるのも簡単です。

まだＬＯの製作が残っていますが、今回もＰＬＬ、２ｃＨ-ＬＯ
の設計を考えています。
１４５ＭＨｚで１２９５ＭＨｚと１２８０ＭＨｚの２波が可能に
なります。

ＬＯ周波数は低いので、他の製品でも良いかもしれません。
（ぴるる等）

基板の設計がおわり、パターンが出来ました。



ＴＸ側に２段のＢＰＦ、ＲＸ側に１段のＢＰＦを設置しました。
各々にＬＯのトラップフィルターが入っています。
ＴＸ側もＲＸ側も２段増幅としました。
その為に基板がかなり大きくなってしましました。
基板サイズは５．６ＧＨｚ帯のＴＲＶと同じサイズです。
ＴＸ、ＲＸ共にＭＭＩＣを使っています。
基板はＦＲ−４で製作します。

基板が出来上がりましたら、再度実験してみます。

次はＬｏの設計をしなければなりません。
まだまだ続きます・・・・

ＩＦ：１４４ＭＨｚとして設計を考えると、どうしても狭帯域のＢＰＦ
バンドパスフィルターが必要になります。
一般的にはキャビティタイプを使用しますが、どうしてもサイズが大きくなります。
業務用では、波長を短縮するためにセラミックを使ったキャビティタイプのＢＰＦもあります。
しかし、アマチュア的には入手は難しく、価格も高価です。

今回は基板のパターンで比較的狭帯域のＢＰＦの設計をしてみました。

実験に使用したのは、１２００ＭＨzのＬＮＡに使っているＢＰＦ部分です。
このＢＰＦは通過損失を少なくするために、かなりブロードで設計していますので、今回は特性重視で実験してみます。

まずはＢＰＦのモノポールの離隔を大きく取り、帯域を狭くします。
調整した所、通過損失が２．５〜３ｄＢで狭帯域化出来ました。
しかしＬｏ周波数の減衰が１５ｄＢ程度しかなく、まだ不順分です。

そこで、トラップフィルターをＢＰＦと一緒に結合させることにしました。
その結果、満足は得られるレベルまで減衰させる事ができました。
トラップフィルターは急峻で、基本周波数にあまり影響が無いようにしました。

ＬＮＡ基板の一部を利用して、色々とカットしています。



ネットワークアナライザーで測定した結果です。



最終的には１２８０ＭＨｚ、１２９５ＭＨｚでの通過損失は約１．６ｄＢ
１１５０ＭＨｚの通過損失は３９ｄＢ
１００５ＭＨｚの通過損失は３７ｄＢとなりました。
２ＧＨｚ帯での通過損失は約３０ｄＢですが、ＬＰＦを挿入するので、問題は無いと思います。

この結果を元に、１２００ＭＨｚ帯のトランスバーターの設計をしてみます。
但し、基板パターンでＢＰＦを設計したので、当初の計画より基板サイズが大きくなりそうです。

ここの所実験している1200MHz帯のトランスバーターですが、IF430MHz帯の場合
下記の問題が発生しました。

一般的に、ミキサーにLo,IFを入力すると出てくるRF波形は
Lo：860MHz　IF：435MHzとした場合
・Lo+IF＝12950MHz
・Lo-IF＝425MHz
この２波は強く出てきます。

それ以外に
・Lo＝860MHz
・2×Lo＝1720MHz
これはいわゆるローカル漏れです。

この辺までは不要な周波数が離れているので、除去することは安易です。
しかし、
・2×Lo-IF＝1285MHz
この不要な周波数は1200MHz帯の帯域内なので、除去は殆ど不可能です。
これ以外にも不要な周波数は出てきますが、この周波数だけは除去出来ません。
ＭＭＩＣ型のミキサーは不要な周波数の発生は少なく安定しているので採用して来ました。
しなしながら、今回は色々調整しても部品を変えても、スプリアスを法的なレベルをクリアすることが出来ず、IF430MHz帯はあきらめました。
実際実験してみると、設計値、カタログ値では解らない現象が発生するので、1200MHz帯と言えども難しいものです。

そこで、もう一度設計を見なおして、最も一般的なＩＦ周波数を１４４ＭＨｚ帯で再設計をすることにしました。
この辺は一般的に使われている方式で
Ｌｏ：１１５０ＭＨｚ
ＩＦ：１４５ＭＨｚ
ＲＦ：１２９５ＭＨｚ
としました。
また同時に
Ｌｏ：１１３５ＭＨｚ
ＩＦ：１４５ＭＨｚ
ＲＦ：１２８０ＭＨｚ
も使用できるように考えます。

１２００ＭＨｚ帯にＬｏ周波数が近いので、問題になるのは
Ｌｏの１１５０ＭＨｚとＬｏ−ＩＦ＝１００５ＭＨｚの２波です。
この２波はＩＦ周波数１４５ＭＨｚ分程度しか離れていないので、除去にはチップタイプの小型フィルターでは難しくなります。
特注でセラミックＢＰＦフィルターを作る方法も有りますが、価格的に難しく高価なものになってしまいます。
キャビティ型フィルターを使えば簡単ですが、小型化を目指していますので、これも採用は厳しいです。
どうすれば小型で安価に製作できるかもう少し考えてみます。
とにかくトランスバーターはローカル発信器とミキサーとフィルターが確りしていれば、安定動作します。
この辺のチョイスが成功の要になると思います。

前回設計した基板は２４００ＭＨｚ帯でも使用できるので、近いうちに２４００ＭＨｚ帯トランスバーターで使って見ようと思います。

ハムフェアが終わり、やっとトランスバーターの基板設計が出来ました。
机上の設計なので性能は何とも言えませんが、超小型に製作しました。

設計では

1200MHz帯トランスバーター（ユニット基板）
IF:435MHz
RF：1295MHz＆1280MHz　2ch
電源電圧：DC7V〜DC12V　（電流値はTX時に150mA程度と思います）
IF入力レベル：MAX1W
RF出力：50〜100mW
コンバージョンゲイン：10dB
NF：0.8dB程度
入出力共に同軸リレー装備（出力は同軸リレーをスルーすることも出来る）
基板サイズ：55mm×45mm（名刺サイズの半分よりやや大きい）
基板：FR-4　0.6mm　両面スルーホール（裏面は全てGND）
オールモード対応
キャリコン装備、TX、RXでの電源出力有り（外部アンプ、外部同軸リレー等）
強制スタンバイ端子有り
部品点数：約90個
ミキサー、RXアンプ、TXアンプ、同軸リレー等は全てMMICです。

難点はチップフィルターの性能がそれほど良くないと思われるので、スプリアスは
多くなると思います。（多い場合は外部フィルターで対応する予定）
一応、ＴＸに2段、RXに1段フィルターが入っています。
LOは860MHz又は845MHzです。

RF関係のコネクターはU.FL又は同軸ケーブルを半田付けです。

先日、製作したLOと組み合わせても名刺サイズより小さくなると思います。
TX、RX共に1段増幅なので、あまりパワーは出ません。

基板パターン（参考です）です。一応実物大です



基板が出来たら実験してみます。

以前、１２００ＭＨｚ帯のオールモード機が少なく、現行のリグでは高価で移動運用には大きすぎると言う話をいただき、１２００ＭＨｚ帯のトランスバーターの設計を考えてみました。

まずはローカル発信器を設計してみました。
ＩＦ周波数は４３０ＭＨｚ帯で考えています。
また、２４００ＭＨｚ帯以上のトランスバーターのＩＦ周波数が１２８０ＭＨｚを多く使われていますので、ローカル発信器の周波数は１２８０ＭＨｚ、１２９５ＭＨｚ帯に対応できるように考えました。

ＩＦ周波数を４３０ＭＨｚ帯で考えると、ＬＯ周波数は８４５ＭＨｚと８６０ＭＨｚが良いようです。
これは
４３５ＭＨｚ＋８４５ＭＨｚ＝１２８０ＭＨｚ
４３５ＭＨｚ＋８６０ＭＨｚ＝１２９５ＭＨｚ
となります。
また４３５ＭＨｚ帯は一般的にはあまり使われないので、混信も殆ど無いと思われます。

基板は極力小型で小電力になるように考えました。
また、自作等で設置に便利なように、部品は片面実装として、裏はベタのＧＮＤとしました。

ＶＣＯはマキシムの小型ＶＣＯを使い、基準発振器は１４．４ＭＨｚのＶＣＴＣＸＯを採用しました。
これは、基準に１０ＭＨｚや１２．８ＭＨｚを使うとその高調波がＲＦに影響を与えるためです。



基板のサイズは約４０ｍｍ角になり、重さも僅か５ｇとなりました。
消費電流も僅か５５ｍＡでＤＣ７Ｖ程度から動作します。

実際に動作させてみると、設計通りの性能は出ているようです。
出力は約８ｄＢｍ有り、スプリアスは殆ど見えませんでした。
VCO出力をuPC2709で増幅して、スプリアス対策にＬＰＦを装備しています。



この基板があれば、自作や改造用に使用でき、簡単に高性能化が出来ると思います。

基準にＶＣＴＣＸＯを使っているので、周波数の微調整が可能で、環境の違いによる周波数ズレも簡単に調整が可能です。
実際に調整してみると１Ｈｚまで追い込み出来ました。
ＶＣＴＣＸＯの精度は２５℃で０．５ｐｐｍで０〜５０℃でも２．５ｐｐｍですので、１２００ＭＨｚ帯のトランスバーターには十分な精度です。



次はトランスバーター本体の設計をしたいと思います。

２４ＧＨｚ帯のローカル発信器の実験をしてみました。

この発信器は昔に流行ったドレーク方式と同じ方式でプログラムを使用しない
発信器です。

ＶＣＯは２ＧＨｚ帯で、ロジックＩＣで制御しています。
基準周波数は１７ＭＨｚ帯となります。
これは２ＧＨｚ帯のＶＣＯの出力をプリスケーラーで１／１２８分週している
ためです。

更に、この出力を５逓倍して１１ＧＨｚ帯を得ています。
逓倍にはダイオードが使われていますので、奇数倍の周波数が強く出ています。

今回は基板に合わせたケースを製作して、基準発振のＴＣＸＯも特注して
製作しました。



１７ＭＨｚ帯のＴＣＸＯが出来てきたので、組み込んで実験してみました。
ＴＣＸＯはＤＣ５Ｖ用で1.0ppm以下の製品です。

今回は２４ＧＨｚ帯のローカル発信器用に、１１．３７０ＧＨｚになる様に調整してみました。

測定結果は
周波数：11370.0007MHz
出力レベル：2.6ｄBm
フェーズノイズ　10KHzで-85ｄBcでした。
（測定結果には誤差があります）


波形はスパン１００ＫＨｚで測定しています。（スペアナは校正しています）

TCXOなので周波数安定度1ppm以下でも、周波数のふらつきは１００Ｈｚ程度出てしまいます。
２４ＧＨｚ帯では数１００Ｈｚふらつくと思いますが、ＦＭでもＳＳＢでもは何ら問題ないと思います。

今回使用したＴＣＸＯは調整がクリチカルですが、以前の製品と比べて、非常に
周波数が安定しています。

スプリアスですが、スペアナではノイズレベル以下で殆ど見えませんでした。
（性能の良いＢＰＦが入っています）


フルスパンで測定


電源電圧はＤＣ１２Ｖで約１５０ｍＡとなります。
（内部は９Ｖと５Ｖ動作です）
電源基板が出来ていないので、３端子レギュレーターはバラック配線です。
７８０９を使用していますが７８Ｍ０９でも十分と思われます。

先日、製作した５６００ＭＨｚ帯のトランスバーターですが、ＬＯ入力回路には
簡単な２逓倍回路も組み込んでいます。

前回の実験では、その回路はスルーしていたのですが、今回は実際に部品を実装して
実験してみました。

ＬＯは２２４０ＭＨｚ入力としてみました。

ＬＯ入力：２２４０ＭＨｚ　１３ｄＢｍ（２０ｍＷ）
ＩＦ入力：１２８０ＭＨｚ　０ｄＢｍ（１ｍＷ）

結果
出力：５７６０ＭＨｚ　１４．１７ｄＢｍ（２５ｍＷ）
スプリアス強度：−４５ｄＢｃ以上

となりました。


中心周波数：５７６０ＭＨｚ　スパン：３ＧＨｚ

波形はトランスバーターユニットを直接見た波形ですので、実際の使用時にはＢＰＦを
挿入します。



同じ回路で
ＬＯは４４８０ＭＨｚ入力としてみました。

ＬＯ入力：４４８０ＭＨｚ　−１０ｄＢｍ（０．１ｍＷ）
ＩＦ入力：１２８０ＭＨｚ　０ｄＢｍ（１ｍＷ）

結果
出力：５７６０ＭＨｚ　１４．５ｄＢｍ（２８ｍＷ）
スプリアス強度：−４５ｄＢｃ以上

となりました。


中心周波数：５７６０ＭＨｚ　スパン：３ＧＨｚ

これも、実際の使用時にはＢＰＦを挿入します。

トランスバーター基板にはチップのＢＰＦを使用していますが、その特性上、高い周波数帯域でのスカート特性がなだらかで、あまり切れないようです。
その為にスプリアスが多く出ているように思えます。

１４ｄＢｍを１Ｗ（３０ｄＢｍ）に増幅するには、増幅率は１６ｄＢです。
その時のスプリアスの最大強度は−１５ｄＢｍとなりますので、新スプリアス法の５０ｕＷを
増幅してもクリアできます。でもフィルターは必要でしょう。

但し、パワーアンプの周波数特性も有るので、新スプリアス法の５０ｕＷ以下に抑えるには
それ程問題は無いと思われます。（−４３ｄＢｃ以下）

４４８０ＭＨｚ入力時にも、スプリアスは−４５ｄＢｃなので、同様にクリアできます。

いずれにしても、近傍のスプリアスは無いので、簡単なＢＰＦで除去することは簡易と思います。

４４８０ＭＨｚ入力時には、入力レベルが−１０ｄＢｍなので、実際に局発を製作するのも
とても楽でしょう。

また、２２４０ＭＨｚ入力でも１３ｄＢｍ（１０ｄＢｍでもＯＫ）なので、これも局発の
製作は非常に楽です。

もう少し、実験を進めて行きたいと思います。

今日は貯めていた記事を、順に記載しています。

実際に製作した基板を見ていると、いろいろと修正したい点が見つかります。

先ほどの記事でキャリコンについて記載しましたが、実験では問題なく動作したので
そのまま製作しましたが、実際に組み込んでみると、感度が悪くて上手く動作しませんでした。

今まで、キャリコンはコンパレーターで比較していましたが、いわゆる一般的なトランジスタ
２段のタイプを組み込んでみました。

トランジスタ２段と言っても、ダーリントントランジスタを１個使用してリレーを駆動しています。
ダーリントントランジスタはhFEが数千〜数万あるので、問題なく動作していましたが、実際に
基板に組み込んでみると、動作が不安定です。

どうも、ミキサーＭＭＩＣの吸い込みが良くて、検波電圧（倍電圧整流）の電圧が下がって
いたようです。

ベース電圧を測定してみると、７００ｍＶ程度でした。
そうです、ダーリントントランジスタは０．７ＶではＯＮになりません。
１．２Ｖは必要でした・・・
（１２８０ＭＨｚ　１００ｍＷ入力でカップリング後の検波電圧）

そこで手元に２ＳＡ１０１５が有ったので、これを追加してみると、見事動作しました。

つまり、ダーリントン接続すると、１．２Ｖ以上の検波電圧が必要で、反転増幅であれば
検波電圧は０．６Ｖ以上あれば、動作すると言うことです。

ちょっと考えれば解る事ですが、実際に組んで見るまで気がつかない事がありますね。

最終的には1SS295で検波、倍電圧整流して、2SA1015　2SD2195　リレー　という組み合わせで、難なく動作することが確認できました。

トランスバーターですが、さらに調整をしてみました。

少しスタブを追加して、ゲインを上げることが出来ました。

最終的には下記のようになりました。

ＴＸ側
入力：１２８０ＭＨｚ　５ｍＷ（内部ＡＴＴは無しの場合）
出力：５７６０ＭＨｚ　６０ｍＷ（飽和出力）
スプリアス：−５０ｄＢｃ（飽和時は−４０ｄＢｃ）

パワーアンプのドライブには十分な出力が得られました。

さらに出力特性はリニアであることが確認できました。

入力レベルは５ｍＷで飽和します。（内部ＡＴＴは無しの場合）
１ｍＷまではリニアに動作するようです。（出力は３０ｍＷ程度）
リニア特性なので、ＤＡＴＶにも問題なく使用できると思います。


ＲＸ側
受信コンバーションゲイン：２６ｄＢ
総合ＮＦ：２．５程度

ＮＦはもっと良くなるのですが、ゲインが下がるので、
この辺にしました。

更にＮＦを下げるには、外部にプリアンプを挿入すれば、良いと思います。

消費電流は、ＤＣ６Ｖ〜１２Ｖで３５０ｍＡ程度となりました。


ＬＯは何れも４４８０ＭＨｚ　１ｍＷ（０ｄＢｍ）です。
−３ｄＢｍ〜＋３ｄＢｍで有れば問題ないようです。

ＬＯを４４９０ＭＨｚでも、上記と殆ど同じ結果でした。

以上の結果となりました。


内部のキャリコン回路は使用しないことにしました。（ちょっとゲイン不足）
スタンバイ端子、＋１〜２ＶまたはＧＮＤのどちらかでＴＸになります。
（内部配線で選択）
キャリコンについては、1石追加することで解決できたのですが、空中配線となりました。
これについては後日解説します。

出力端子　ＴＸまたはＲＸでＧＮＤ（同軸リレー用）になるか、または５Ｖ　５
０ｍＡ程度の出力（ＴＸ、ＲＸのＬＥＤ用、またはＴＴＬ関係用）
（内部配線で選択）

キャリコンは先日発表した、コントロール基板を使用できます。
（内部基板よりＲＦの取出しが可能）

ＩＦ入力レベルは、基板上のＡＴＴの定数変更で、１ｍＷ〜１Ｗまで対応できま
す。

基板は一部パターン修正が必要（部品とのクリアランスが０．１ｍｍと狭すぎて、
ハンダ付けが難しいので一部カットが必要です）、さらにＭＭＩＣの中央裏面が
ＧＮＤなのと、ＭＭＩＣの足は０．５ｍｍピッチ８本ですので、上級者向きとも
言えるでしょう。

ＭＭＩＣの足の太さも０．２〜０．３ｍｍしかないので、０．３φのハンダでも
太く感じます。
私は２倍の拡大鏡とさらにルーペの２段重ねで確認しています。
ハンダさえしっかり出来ていれば、問題なく動作すると思います。
（最近は細かい作業が辛くなりました・・・）

説明書、回路図、ブロック図は現在のところ有りません。
いまはパターン図と実装部品図、パーツリストのみです。
部品数は約９０個です。

申請用のブロック図はいずれ製作するつもりです。

基板が出来上がったので、早速部品を実装して見ました。

こんな感じになりました。


百円玉はサイズの比較用です。



ケースのサイズは６４ｍｍ×９３ｍｍ×２０ｍｍとなりました。

性能ですが、測定したところ下記のようでした。

まず、ＬＯですが、４４８０ＭＨｚで０ｄＢｍも有れば十分でした。
とりあえず、バイアスのみ調整して測定してみると
ＴＸではＩＦ：１２８０ＭＨｚで５ｄＢｍ入力で、５７６０ＭＨｚで約１６ｄＢ
ｍの出力でした。
ＲＸ側のコンバージョンゲインは約２０ｄＢとなりました。

まだスタブ等の調整は全くしていないので、もう数ｄＢは良くなると思います。
スプリアスは、ＴＸ側で−５０ｄＢｃ以上、ＩＦ側でもＬＯ漏れは少ないようで
す。
電源はＤＣ６Ｖから動作可能で、消費電流は約３００ｍＡでした。

５．６ＧＨｚ帯のトランスバーターの製作を考えてみました。

コンセプトとしては

1.小型軽量
2.省電力
3.安定した性能
4.組み立て易く、調整しやすい
5.不要輻射（スプリアス）が少ない

以上のコンセプトで設計を考えて見ました。

実現するには、ＭＭＩＣを主要部分に採用する事としました。
最近のＭＭＩＣはＬＮＡからミキサー、パワーアンプ等々各種の製品があります。
また、入手も楽になったので、これからはもっと活用される事とおもいます。

基板にはテフロン基板を使用することにしました。

設計したパターンはこんな感じになりました。



性能は、設計段階では

Ｌｏ：2240MHz帯または4480MHz帯どちらでも対応（予定）
ＩＦ：１２００ＭＨｚ帯（４３０ＭＨｚ帯も可能の予定）
出力は５０〜１００ｍＷ程度の予定
基板サイズ：９０ｍｍ×６０ｍｍ　テフロン基板
内部にキャリコン装備、ダイレクトコントロールも可能
外部リレー用（出力側）ＤＣ出力端子装備（ラッチリレーも対応）
ＩＦ側リレーは基板上に実装
コンバージョンゲイン：２０〜２５ｄＢの予定
ＢＰＦ、ＬＰＦ装備
アクティブミキサー仕様
ＩＦ最大入力は１Ｗまで（基板にＡＴＴ装備）


基板が出来上がったら、実験したいと思っています。