2014年08月16日

GPSによる高精度簡単周波数カウンタ

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TS-130のVFOをDDS化して本体に内蔵し、バンド毎にバンドエッジをマイコンに組み込んで快適にワッチをしながら、いざ本体の再調整をと始めたら、意外とちゃんと校正した周波数カウンタを持っていなくて(±50Hz程度?)、もう少し精度の高い周波数カウンタが欲しくなりました。
丁度その時に、いつもお世話になっているOMさんからGPSの1pps信号を1/10してそこそこの精度が取れるらしいとご助言いただきました。
だいぶ以前にRockwellのTU30-D140というGPSボードを分けていただいていたのを思い出し、引越しの荷物のどこにあるか大変でしたが見つけ出すことができました。
早速GPSの動作を確認し、232C接続でPCから衛星を捕捉している様子が確認できました。1pps信号も出ています。

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早速、1pps信号を1/10してゲート回路を通してマイコンに取り込み周波数を表示する回路図を作成し、一気に基板も作ってみました。

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基板パターンを作成しながら、このGPSボードからは10KHz信号も出ており、これを使った基準信号発生器(GPS-DO?)も作れるではないかと、あちこちのサイトで目にするG3RUH OMさんのPLL回路も一緒にパターンに組み込みました。
但し、高級なVTCXOを所有している筈もなく、最近、秋月で販売している12.8MHzのVCTXCOが使えないかとダメモトで入れ込みました。通常は、10MHzのVTCXOが使用されていますので、最初に1/10分周してそのあと1/128分周して10KHzを生成し、比較器に入力しました。
ちゃんとケース入れもし長く使えるように仕上げてみました。

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それらしく動き始めたところで、はたして当初の目論見どおり精度良くカウントしているのか知りたくなりました。当然、基準となる信号源も持ち合わせている筈もありません。
これは、お世話になっているOMさんからRb-OSC(ルビジウム信号源)を貸し出していただけることになり、宅急便で送っていただきました。
このRb-OSCは発送前の確認で0.001ppmなら大丈夫そうだということでした。
周波数は10MHzですから、0.01Hz以上の精度があることになります。

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お借りしたルビジウム信号源

早速この信号源の周波数を測ってみました。
どんぴしゃです!気持ちが良いほどきっちり10MHzをカウントしています。
プリスケール1/16、ゲートタイム10Sの仕様で作ったので最小桁は1.6Hz刻みとなります。

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これでは、信号源の精度に遠く及ばず、一部改造してプリスケール1/4、ゲートタイム80Sにして測定してみました。最小桁は0.05Hzになります。80Sだとカウントに1分半ほどかかりますが、見事に10.00000000MHzの表示がでました。10回に一回くらい±0.05Hzの表示となりますがこれは量子化誤差とのことです。確かに、1/16でも、1/8でも最後の桁は時々±します。と、いうことは、もっと精度が取れているのではないかと期待してしまうのですが、残念ながらプログラムに使用している変数の最大桁数を超えてしまい実験はできませんでした。
理屈の上では、ルビジウムよりもGPSの方が精度が高いようです。

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いずれにせよ、1Hz以下の精度は当局的には必要ないと思われますので、これ以上の追求は無しとしました。

次に、このGPSモジュールの10KHz信号と秋月の12.8MHzのVTCXOを使用した12.8MHz基準信号発生器です。
自分の1ppsを使用した周波数カウンタでの測定ではしっかり12.8MHzになっています。
しかし、これ以外に精度の高い周波数カウンタは無く、もう一台GPS周波数カウンタを作ることにしました。

やっと、本題の「GPSによる簡単高精度周波数カウンタ」です。
こちらは、GPSモジュールにaitendoで販売されている1980円のモジュール(G315)を使用しました。アンテナ(DAM1575A4)も50%引き特売の750円のものを使用しました。
このGPSモジュールは10数ミリサイズの小型のもので、ピンピッチは1.27mmになっています。今回は変換基板を作り必要と思われるピンのみを出力しました。

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小型にしたいと思い、ケースはタカチのW90×D135×H35mmに入るように基板を書いてみました。

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今回は、プリスケール1/16⇔1/4の切り替え、ゲートタイム10S⇔80Sの切り替えスイッチも入れてみました。
回路図は下記の通りです。

GPS-FrequencyCounter aitendo140814.BMP

プリスケールによりますが、60MHz(1/16時)、15MHz(1/4時)位まで測定が可能です。
出来上がったaitendoGPSモジュールでの周波数カウンタの性能確認です。これもまず貸していただいているルビジウム信号源で10MHzを測定しました。当然ですが、どんぴしゃ10MHzです。

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次に、TU30-D140 GPSモジュールの10KHzと秋月12.8MHzVCTCXOを使用した12.8MHz信号源の周波数測定です。
こちらも、どんぴしゃ12.8MHzとなりました。1/4プリスケール、80Sゲートタイムによる測定で12.80000000MHzとなります。最小桁は0.05Hz刻みです。同様に時々±0.05Hzの表示となります。

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これで、600円のVCTCXOで0.1Hz以上(?)の精度の基準信号ができたことが確認できました。
GPSを使ったカウンタや、信号源の最大のメリットは衛星にロックすれば、ソク精度が得られエージングが必要ないことと、衛星がなくならない限り経年変化が無いことです。
アマチュアにとってこれほどFBな基準カウンタや信号源が安く手に入れられることになりとても喜んでおります。
残念ながら、aitendoのGPSモジュールには10KHz信号が出ていないので信号源は作れていませんが、こちらは比較的新しいモジュールなので衛星へのロックは1分ほどです。TU30-D140はロックするのに40分ほどかかりますのでちょっと使うには不便です。

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窓から2つのGPSアンテナを仮設した様子

今回のGPS周波数カウンタを作るにあたり、衛星へのロックを確認するのにいちいちPCをつなぐのは面倒くさいので、マイコンで衛星からのデータを読んで表示するようにしました。
表示の内容は、緯度や経度、時刻、ロック状態などありますが、表示の切り替えなど含めてこれからおいおいソフトをグレードアップしたいと思っています。

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GPSを使用した基準信号発生器の記事は色々なサイトで見つけられますが、周波数カウンタはあまり無いようです。また、これらと衛星からの情報を同時に表示する自作記事もあまり見当たりません。
この盆休みはTS-130のDDS化改造の追い込みと思っておりましたが、GPSに明け暮れた休みとなってしまいました。しかし、ひょんなことから現時点市場で安価に手に入るGPSモジュールやVTCXOとマイコンを組み合わせた、安価で簡単で精度も高いものが得られたことはとてもFBでした。

【謝辞】今回の製作に辺り、すばらしい助言と、Rb-OSCを快く貸与いただきました JA9TTT/1 加藤OMには大変感謝いたしております。 
 Very TNX


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2014年07月13日

中華製DDS&エンコーダー VFO U

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今週も、先週に引き続きTS-130のVFOの中華製DDS化を進めていました。
回路的、ソフト的にはベースがほぼ固まったので、2年前の検討蛇の目基板を基板化しました。

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TS-130本体のバンド情報もマイコンに入力して、バンド毎にハムバンドのみの周波数可変範囲となるようにするために、マイコンのポートがたくさん取れるATMega644(40Pin)をマイコンとして使用しました。
今日は、まだそこまではできていませんが、基板ができて、ソフトも動き出して時間切れになりましたので写真のみ掲載します。
LCDは先週使ったのは字が小さすぎたので秋月で売っている16*2の超小型というものを使用しました。
だいぶ字が大きくなり読みやすくなりました。
ただケースにどう収納するかが課題で、まだ解決していません。
LCDを搭載するため、ロータリーエンコーダーの取り付け部分を金鋸でカットしました。

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2014年07月06日

中華製DDS&エンコーダー VFO

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今週は、日曜日しか時間が取れませんでしたが、先週まで色々遊んでいたRaspbrry Pi オーディオはお休みして、TS-120、TS-130の中華製DDSを使用したVFOを検討していました。
実は、2年ほど前にも実験はしていましたが、そのままになっていました。

http://blog.toshnet.com/article/53249363.html

今回は、中華製の立派な400パルスのロータリーエンコーダーを12$程で入手したので、これを使ってみるのが目的でした。

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やっているうちに、LCDでの周波数表示もやりたくなり、手持ちを探したら、TS-130のVFOに入りそうな小型のLCDも見つかり、これの実装も含めて試作してみました。

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TS-130のVFOユニットに実装するのに、金属加工も現物あわせでやりながらでしたのでこんな時間になってしまいました。

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とりあえず動くようになったので、今日の実績として掲載します。
詳細は、もう少し検討してから報告します。

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2014年01月19日

自作開始!

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8桁2行の小型LCDを表示に使用

 早いもので新年を迎えてもう20日あまり経ってしまいました。
ロシア製のラジオICをいただいて既に半年。
そろそろこのICを使って何か作らないとということで、デジタルモードに対応したTRXを最終目標にまずこのラジオICで受信部を動作させて見ました。
何せ古いICで、ロシア名K174XA10というものであり、欧州ではTDA1083、日本ではTA7613とう型名でリリースされていたものです。
このICの特徴は、AFアンプまで内蔵しており、AMであればIC1個で回路が完成してしまうことです。
今回はSSB復調を必要としますので、SA612を復調用に使用しました。

今となっては、情報が少なく、また、アマチュア無線用として活用された事例も殆ど見つけられなくて苦戦しましたが、何とか14MHzのJT65が受信でき、もう少し検討は必要なものの受信部は目処が立ったかなという感じです。
 今回は実験だけで実用的に使ったことがなかった、超廉価中華製DDS基板を局発に使用しました。制御用マイコンは、いつものATMEL製で今回はATMEGA168を使用しています。プログラム言語は勿論BASCOM-AVR(BASIC)です。

メイン基板は、パターンを書いてエッチングしましたが、フロントの基板は蛇の目基板に手配線しています。これは、まだ最終的にどのように仕上げるかを考えずに実験を始めたからです。受信部もこのまま行けるか自信もありませんでしたし.....

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メイン基板

DSB発生は、復調用のSA612を兼用しましたが、TXの周波数変換には、これもいただいたTDK製のDBMを活用してみようと思い使う予定です。

現時点では、ケースに入れる状況ではなく、実験用としていつもの基板を半田付けした仮シャーシを作って、それに基板を乗せて実験しています。

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全体

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受信部

この数年、なかなかリグとして完成できたものがないので、頑張りたいのですが、最終的にTRXまでたどり着けるか???といった状況です。

posted by ja6irk at 18:11| Comment(3) | TrackBack(0) | QRP-HomeBrew

2013年02月11日

やっと動いたGLCD!

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先週の3連休は、出張でつぶれましたが、今週は3連休。
以前から作りたかったものを作ろうと初日から準備を始めました。
初日は、回路図作成と基板図作成、これで終わり。
2日目は、基板のエッチングと穴あけ、そして部品の取り付け、S/W製作。

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部品の取り付け、製作まではうまく行ったものの、暗礁に乗り上げたのがS/Wの製作です。
表示は、4桁のLCDでも良かったのですが、以前からグラフィックLCDを駆動してみたいと思っていたので、思い切って使ってみようとしたのが失敗でした。
まず、グラフィックLCDのテストをしようと思って、コマンドを調べて愕然としました。
データは、AVRのCポート8bit全部を使っていたので良かったのですが、CSやイネーブル等のポートはパターンが引き易いように回路を決めて作っていて、コマンドを見たら、ポートの混在はできないようになっていました。必要なポート数は6本ですが、この6本はDポートならDポートだけで割り付けなければならないコマンド仕様になっていたのです。
せっかく作ったパターンを泣く泣く切って、ワイヤでDポートに統一しました。
これで大丈夫と試して見ましたが、まだ、うんともすんとも言いません。接続を確認したり、S/Wを色々試したり、しかし、駄目です。2日目はこれで終わりました。
しっかり睡眠をとって3日目。
もう一回、グラフィックLCDの仕様を確認して、また、愕然。
1番と20番を逆にパターン設計していました。
安心していたデータポートも0-7が、逆さまです。また、8本もパターンを切って接続の変更です。
気を取り直して、LCDの接続を一から見直して、接続もやり直しました。
しかし、このLCDのピン配置は良くできています。逆にしても壊れないような配置になっているのですから。感謝するばかりです。
さあ、動くぞ!とばかり、テストに入りました。
しかし、情報は出始めましたがまともな物がでません、画も流れています。これは、S/Wさえしっかり作れば大丈夫とばかり、あ〜でもない、こ〜でもないとやって、グラフィックは出るようになりました。しかし、文字が出ません。文字表示をすると画が流れます。しかも、1文字しか表示してないのに沢山出るのです。またしても、あ〜でもない、こ〜でもないとやってみましたがうまく行かず、夕方になって、眠くなり1時間の昼寝!
寝るといいようで、END文がフォントのinclude文の後にも書いてあることに気づき、削除してみました。そしたら、すんなり表示されるではないですか!
既に夜7時過ぎで、3連休も終わりです。

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当初の予定では、目的の物が一通り出来上がり、あとはせっかくのグラフィックLCDを活用した表示のみをゆっくり作ろうと思っていたのですが、LCDに文字表示するのに難儀し、目的を達成できませんでした。
でも、グラフィックLCDの動かし方がわかったので 
”いいか!”と、個人的には納得!
しかし、”LCDのテストぐらいブレッドボードでやっとけよ”と言われそうな3連休の顛末でした。

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2012年09月02日

KX3用のパドルの自作

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 昨年発表、昨年末から受注受付開始、3月から出荷が開始され、国内でも各局さんから品物の到着と運用開始がサイトでだいぶ見られるようになりました。
 当局も、2月に注文し、先月到着しました。アンテナチューナーや、ルーフィングフィルタは同時に注文しましたが、本体に取り付けるパドルは注文しませんでした。なんとなくイメージが合わなかったのと意外と高かったからです。
 KX3の組立記は色々なサイトで見られますので、そちらに譲るとして、今回、本体に取り付けるタイプのパドルを自作してみましたので掲載しました。
 これまで、多くのパドルを自作しましたが、本体に取り付けるとなると奥行き方向が狭くないと手前に出っ張ってしまいます。また、これまで作ったパドルの多くの課題は、軸受けでした。また、パドルのストッパや接点を調整するポストの穴位置の精度でした。

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 今回はこれらを解決する方法を見つけました。それはこれまでも使っている部品ではあるのですが、L型や、コ型などの形状に穴の空いたミニステーといわれる物です。ホームセンターなどで売られています。

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 これらと、ネジを組み合わせることによって位置精度を保ちました。また、奥行き方向が狭くなる構造もできました。軸受けは、タップの切ってあるスペーサをL型のステーの角に半田付けしました。これにネジを通スことによって、これまで課題であった、上下方向のガタもだいぶ解消しました。

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 このパドルは全てが金物で構成されているので、接点部の絶縁が必要ですが、1mmのプラスチックの板を絶縁用に使用し、接点はジャンクリレーからはずした接点を貼り付けて使用してみました。
 パドルの台と、パドルは以前購入していた紫檀の板を使用してみました。パドルの形状を切るのにだいぶ苦労しましたが、それなりに格好はついたようです。もう少し磨きなどをかけて仕上げれば高級感も出ると思いますが、とりあえず動作もしたので完了です。

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 KX3本体への取り付けもL型のステーを使用しました。そのままでは、正規のオプションパドルのように下を向きますので、L型ステーを少し角度を広げて水平に向くようにしてみました。なかなかいい感じです。

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タグ:自作 パドル KX3
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2012年02月25日

中華製AD9850 DDS用OSC

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中国からの直接輸入でDDS基板が非常に安くなって、自作派には便利な時代になったと感じる次第ですが、一部のサイトでは、このDDS基板に使用されているOSCがPLL仕様になっておりDDSの出力波形があまり綺麗でないとの情報が提供されています。
このOSCを水晶式の物に取り替えれば、この出力波形も綺麗になるようですが、安い基板に数百円以上も支払うのは躊躇してしまいます。
64MHzなら、100円で入手できるのですが、この場合使用できる実用範囲は20から25MHz位までですから、できれば元々使用されている125MHz位のOSCが得られればということで、JA9TTT/加藤さんによって、25MHZ位の水晶を使った5次のオーバートーン方式のOSCが氏のBLOGで紹介されています。
今回は、早速これを作ってみました。せっかく作るならできるだけ小型にして入手したDDS基板に載せられるようなものをと、超小型(?)にチャレンジしてみました。
設計された回路は、加藤さんのBLOGを参照ください。

http://ja9ttt.blogspot.com/2012/02/more-chinese-dds-modules.html

最初は、原型どおりに作ってみました。

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当たり前ですが、ちゃんと動作が確認できました。
次に、小型化ですが、小型のトロイダルコア(T25)を使ってあるとは言え、同調コイルはちょっと大きすぎます。
同調を取る為のトリマコンデンサもあり結構面積を食っています。
そこで、発振回路のエミッタに接続されたトリマは非常にブロードでこれは固定コンデンサに変えられると思い、そのように変更しました。
また同調コイルは、おそらく10年以上前に秋月あたりで入手していた5mm角のRFコイルを巻き直して使用することにしました。これで同調用のトリマもコアに変わり、面積をセーブできます。

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こうしてできたのが、下記の写真の基板です。動作も予定通りうまく行きました。

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実際にDDS基板に装着した状態

通常であれば、これでめでたし、めでたしなんですが、単体では素直に動作するのですが、DDS基板に搭載すると発振が止まってしまいます。
エミッタのコンデンサだろうと色々と値を変えてみたのですが、うまく行きません。色々やった挙句、結局、このエミッタのコンデンサはトリマに戻し、調整をしたら素直に発振してくれました。これでやっと完成です。
最初は、秋月のトリマで発振を確認しましたが、少し大きいので、少々ですが小さいのを探して搭載しました。
最終完成版が、最初の写真です。
これで、50MHz位までは何とか使えるDDSになったと思います。
早く実際に使用したものを作らなければ(^o^;

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タグ:DDS AD9850 OSC
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2012年01月04日

TS-130 DDS VFO

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今年の正月の連休も今日が最後です。
元旦から毎日、何かを掲載したので今日も一つ掲載しました。
お題は、共同購入で中国から¥600/個で入手したアナデバのDDS
AD9850を使用したボードを使ったTS-130(TS-120)用DDS VFOです。
外付けで使える用にした製作も考えたのですが、VFOそのものを
入れ替える事にしました。

ディスクリートで構成され、一つの完成されたアナログVFOを
わざわざ壊して、入れ替えるのも躊躇しましたが、昔部品取りと
して購入したジャンクのTS-120がありましたのでこれを犠牲にし
ました。(まだ動作品ではありましたが)

今日の朝から、壊しながら、且つ最終的な回路構成も決めずに
始めてしまったので、一日では完成できませんでしたが、
一番心配した、ロータリーエンコーダーをどう取り付けるかの
ポイントがクリアできたので、後は仕上げるのみというところ
まで出来上がりました。

現時点、写真のみですが、連休の時間切れということで、今日まで
の所を掲載します。

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中国調達のロータリーエンコーダーです。脇のツメをすぼめて
取り外します。

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クリックははずしです。中央のボールをはずします。

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ギアメカをはずしたプレートです。

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反対側のプレートです。この2つが位置決めに重要な役割を果たします。

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プレートに、エンコーダーを取り付けました。
片側のプレートは、エンコーダー用に穴を広げました。

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エンコーダー側から見た所です。

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VFO基板の乗っていたバックプレートを取付けました。

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上から見た所です。

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蛇の目基板を取り付けました。

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電源とVFO出力の端子は、元の物を流用しました。

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後ろから見た写真です。

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DDSボードとその下にあるマイコンに書き込み中です。

で、最初の写真となりました。
まだ、予定の所まで完成していませんが、DDS出力が得られる所まで
完成しました。
基板の空いている所に、フィルタとバッファーを組む予定です。

最初のギアメカ状態での写真を撮り忘れました。
貴重なギアメカを壊してまでと思われるかもしれませんが、TS-130は
2台VFO-120を1台所有していますので(全てジャンクをヤフオクで調達)
TS-120は部品取り用と実験用にしてしまいました。

2012年の連休もこれで終わり、今年も何か完成品ができるように頑張ります。



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2011年12月04日

久しぶりに予備実験U

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今週は、先週に続き予備実験を行っていました。
先週は、オリジナルのKN-Q7Aと同じように第一局発はVXOにして
いたのですが、今週は、これをDDS化してみました。
使用したDDSはアナデバのAD9851をボード化したもので、これは
ローカルさんに共同購入で頒布いただいたものです。
比較的小型なのと、70MHzまでのフィルタも内蔵されているので、
実験には便利です。
と、言っても動作させるには、マイコンと配線が必要です。
久しぶりに自作用実験シャーシと実験用マイコンボードを登場させ
ました。
シャーシ部は、基板が取り付けられるように適当に穴が空いており、
電源用のコネクタ、アンテナ用のM型コネクタを用意してあります。
パネル面も用意してあり、制御用のマイコンボードが取り付けられ
VRや、イヤホンジャック等が取り付けられる穴も空いています。
マイコン基板は、ATMEGA88系(今回はATMEGA168を使用)が使用で
き液晶や、ロータリーエンコーダー、RIT等用のVR、切換用のタクト
SWも載せてあります。
今回はこれらを使用して先週のブロック基板を載せ、さらにDDS基板
をマイコン基板で制御してみました。

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まずマイコン基板の整理です。何せ何年前に作ったか記憶していない
位古いので、どのピンをどのように使っているかわからず回路図を
再作成しながら、マイコンのS/Wを作ってみました。
肝心のDDSの制御の方は、こちらは更に何年も前にしか使ったことの
ないAD9850系(AD9851)のため、プログラムをどう作っていいのか
さっぱりわからず、データをシートを見ながらあ〜でもないこ〜でも
ないとやっているうちに、出来上がりました。
夕方遅くなったので、7MHzのバンドは静かになってしまいましたが、
VXOと違い、帯域内をバンド一杯サーチすると色々な局を受信する
ことができました。
次は、送信モード接続での実験をやろうと考えています。


posted by ja6irk at 19:35| Comment(2) | TrackBack(0) | QRP-HomeBrew

2011年11月27日

久しぶりに予備実験(KN-Q7A)

11月もあと3日となり、今年ももうあと僅かとなってしまいました。
考えてみれば、実用機としての無線機の自作は今年もできなかった
と記憶しています。
一方でサイクル24は兆しが見えてきて、開局以来始めてのアフリカ
西海岸沖の島とか、ブラジルとか、2,3年前ではなかなかできなかった
エリアともQSOできました。

巷では、またもや中国製のKN-Q7Aというキットが話題になっており、
このまま今年を終わるのはどうかと思って、このキットの回路を
ベースに、当局なりのアレンジを加えて仕上げてみようと実験を
始めてみました。
実験といっても、当局の場合は蛇の目基板だと、どんどんサーカス
状態となり、途中から何をやってるのかわからなくなるので、IC回路
ブロック毎に基板化した物を基板を切らずに使用しています。
とりあえず受信接続した物で動作検討を始めましたが、本日夕方まで
に何とか動き始めましたので掲載してみました。

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掲載写真は、動作状態の物です。
オリジナルキットとの違いは下記の通りです。
AF IC TDA2822A  → LM386
IF XTAL 8.467MHz → 4MHz
OSCXTAL 15.436MHz → 11.056MHz
AGC  無し(手動VR)→ FUJIYAMA方式で追加
AF VR 無し     → VR追加

IFアンプはFUJIYAMAと違い1段ですのでAGCの効きは悪くなります
が、何とか動作しているようです。

作っていて疑問に感じたのは、以下のような点です。
@ 入力のBPFのマッチングはどうなっている?
A IFのXTALフィルタのマッチングはどうなっている?

実際に受信した印象ですが、メーカー製リグよりノイズが少なく
良好です。同じ信号を受信していて明瞭度が上がっています。

今回は受信接続での実験でしたが、送信パワーアンプの実験基板も
作っていますので、次は送信接続での実験もしたいと思っています。
最終的には、局発に最近仕入れたDDS基板を使用してDDS制御の
マルチバンド仕様で仕上げたいな?といつになるかわからない計画を
たてているところです。

タグ:自作 SSB KN-Q7A
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2011年06月26日

オートチューナー導入

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この半月ばかりは殆ど出張していました。
早めの入梅にも拘らず、空は入道雲が出ていて早くも夏の状況です。
おそらく梅雨の中休みでしょうが!
コンデションも夏の雰囲気が出てきているようで、以前より構想して
いた、デルタループにオートチューナーを接続してマルチバンドで
オンエアできるようにしてみました。
元々、このチューナ部分は自作での構想でしたが、本業多忙で到底
出来そうにも無く、最近CQ誌の別冊で同じ構想の記事が出ていたので
これはやってみなければと、出張前にICOMのAH-4を中古で手配してい
ました。
まず、VCH式のバーチカルにつないで動作を確認してみました。
これでうまく行きましたので、21MHzより少し高い周波数に同調してい
るデルタループに接続してみました。
3.5MHz〜50MHzまで、SWR1.5以下で2秒以内に同調が取れます。
一番苦労したのは、制御ケーブルを屋根裏に通す作業です。
屋根裏はこのところの気温で蒸し風呂状態で、あとで追加ケーブルを
通せるように準備しておいた予備の紐も途中で引っかかってしまい、
結局屋根裏に入り込んでの作業となりました。
昼間に写真を撮るのを忘れたので、夜の写真でよく見えませんが、
デルタループの根元にAH-4を取り付けてあります。
CQ誌の別冊より、ループ長も短いので、また、いつかループをもう
一回り大きくしたいと考えています。

オンエアの機会が増えればいいのですが.....

とりあえず、18MHzでパラオからのオンエアT80Tに一発で取ってもら
いました。
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2010年10月02日

SDRとiPhone

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人気絶頂のiPhoneですが、ハム用のアプリもボチボチ
出てきています。
EchoLink、PSK、RTTYを始め、SDRもあり、一応それぞれ
ダウンロードしたものの実験したことがありませんでした。
先週、机の上が少し片付いたので、その気になり、2006年
のCQ誌の付録に付いていたSDRの基板を作るだけ作って
一度も実験したことが無かったのを思い出し、早速つないで
実験してみました。
今回作ったのは、そのうち使うことがあるだろうと思って
買っていた3極のiPhone用プラグにSDRの出力とイアホンを
接続するケーブルのみです。
写真の通り、出来上がり早速7MHzを聞いてみましたが、それ
なりに聞こえています。
こんな簡単な回路とiPhoneで受信機が出来るなんて時代も
変わったものです。

しかし、CQ誌の基板は固定周波数となっており、受信範囲が
限られてしまいます。
そこで、更に思い出したのが、USBで制御できるSi570という
シンセサイザーICを使った基板を以前買って実験していた事
です。この基板は、かなり高い周波数まで任意の周波数の
出力が可能でした。確かSDR用のクロックとして欧州では多用
されているのを思い出しました。

http://blog.toshnet.com/article/32661371.html

DSC02401.jpg  Rocky.JPG

CQ誌の付録基板に、USB制御のSi570基板を接続し、更に
RockyというS/Wを使用することによって、HF帯の任意の周波数
を受信することが可能になりました。
3.5MHzと7MHzだけですが、CW、SSBの信号がFBに受信できて
おります。
このS/Wはエレキー機能も付いているようで、TX部を追加すれば
CWのTRXとしても使えるようです。
遅ればせながら、SDRの実験でした。
posted by ja6irk at 23:22| Comment(2) | TrackBack(0) | QRP-HomeBrew

2010年05月04日

鈴蘭とデルタループ

スズラン.jpg

今年は本業が忙しくて、自作もQRP OnAirもなかなか出来ていません。
この連休も半分つぶれて、風邪をもらってしまい、天気が良いのに寝たり起きたりの状態で残りも後1日となってしまいました。
毎年、恒例になってきましたが今年も鈴蘭が咲きましたので写真を撮りました。
しかし、例年に比べると、株数も少なく咲いた花もまだ咲き始めと言った感じで、花の数も少ないようです。3月末の雪が遅らせているのかも知れません。

咳とと痰が苦しいのですが、せっかくの休みで天気も良いので、休み休みで冬から準備していた2エレのデルタループを上げて見ました。
シングルループは以前上げていたことがあったので、2エレだったら大丈夫だろうと試行錯誤で構造を考え、上げてみました。
結果は写真の通りです。
シングルループそのものは、ファイバ製の釣竿に1mmのステンワイヤを使用したので2Kg程度の軽いものに出来たのですが、2エレにするとなかなか難しいです。構造的にもう少し工夫が必要なようで、30分ほどで下ろしてしまいました。
「幻の2エレデルタループ」です。
因みに21MHZ用です。

デルタループ.jpg
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2010年01月17日

アンテナアナライザー 予備実験

DSC01811.jpg

早いもので、もう1月も半分過ぎてしまいました。
正月休みにちょっとだけ始めた実験の続きが少し進みましたので
掲載します。
元々、3,4年前に実験始めてうまくいかずにほったらかしになって
いたものなのですが、昨年、ひょんなことから、面白い情報を教えて
いただき、自分でやってしまおうと始めたものです。
オリジナルは、下記URLにあります。

http://www.users.on.net/~endsodds/analsr.htm

当局的には、信号源をDDSにし、マイコンはAVRで言語はBASICです。
前に実験した時には、あまり計算の桁数を気にしなかったのですがこれが問題だったと今回気づきました。
表計算で、計算途中の計算結果を計算し、マイコン側もLCDで計算
途中結果を表示しながら、正しい計算をしているかを確認しながら
プログラムを検討しました。
その結果、わりと良い感じの結果が得られています。
完成するまでどのくらいの時間がかかるかわかりませんが、何万も
出さずにそれなりのアンテナアナライザーが作れそうです。
VK5JST OMありがとうございます。
posted by ja6irk at 22:10| Comment(4) | TrackBack(0) | QRP-HomeBrew

2009年10月18日

Si570 AVRでのI2C制御

DSC01656.jpg     DSC01657.jpg

明日から、緊急で出張になったのでその準備で色々忙しく、ゆっくり検討ができなかったのですが、気になっていたSi570をAVRでI2C制御してみました。
勿論、言語はBASICです。

結果としては、動かせることがわかりましたが、Si570のドキュメントには、制御仕様が簡単にしか書いてなく、周波数の書き換えの所は試行錯誤の末、うまくいきました。
他にも方法があるのかもしれませんが、とりあえずこれで任意の周波数が設定できます。

Si570自身は小さいICですので、ひっくり返してDIP8Pinに変換しました。
マイコンは、秋月で¥100のATTiny2313を3.3Vで使用しています。これは、Si570が3.3V動作のためです。
マイコンのクロックは、内蔵の8MHzを使用しました。
I2Cのスピードがどの位になっているのかは見れていませんが、200KHz〜400KHzの間だと思います。
周波数設定のための一連の制御が、ラフに1mS位で送れているようです。
仕様書によれば、周波数変更のための時間は10mS以内にするように規定されています。
今回てこずったのは、手順として、DCOをフリーズして、周波数を設定し、その後NewFreqを送信するように書いてあるのですが、NewFreqを送る前に、FreezeDCOを解除して、NewFreqを送ると書き込んだ周波数が設定されるようになりました。
約1mSで書き換えられていますので、エンコーダーでの周波数可変に十分追随できるスピードです。
とりあえず、設定した周波数は7MHzです(^o^)
実験の写真でマイコンが2個写っていますが、隣は関係ありません。

USB Si570_4.JPG

BASCO-AVRのプログラムは以下の通りです。
各レジスタの値を変えることによって周波数の設定ができます。
実際には、このレジスタの値をエンコーダー等で変えるようにプログラムを作る必要があります。
Si570の基本制御はこれでOKですので、自分で作ろうとされる方には、十分な情報となるかと思います。
実機に搭載するのはいつことになるやら.....

Dim I2cad As Byte
Dim I2cdata As Byte
Dim I2creg As Byte

Ddrb = &B1111111
Portb = 0
Ddrd = &B111111
Portd = 0

Config Scl = Portb.0
Config Sda = Portb.1
Config I2cdelay = 1
I2cinit

I2cad = &HAA

Main:

I2creg = 137
I2cdata = &H20
Gosub I2cdatatx


I2creg = 7
I2cdata = &H7A
Gosub I2cdatatx

I2creg = 8
I2cdata = &H42
Gosub I2cdatatx

I2creg = 9
I2cdata = &HDA
Gosub I2cdatatx

I2creg = 10
I2cdata = &H47
Gosub I2cdatatx

I2creg = 11
I2cdata = &HED
Gosub I2cdatatx

I2creg = 12
I2cdata = &H46
Gosub I2cdatatx

I2creg = 137
I2cdata = &H00
Gosub I2cdatatx

I2creg = 135
I2cdata = &H40
Gosub I2cdatatx

Wait 1

Goto Main

I2cdatatx:
I2cstart
I2cwbyte I2cad
I2cwbyte I2creg
I2cwbyte I2cdata
I2cstop
Return

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2009年10月04日

Programmable XO Si570

DSC01645.jpg     DSC01646.jpg     

WebSiteツアーをしていたら、Si570というプログラマブルXOというICがあるのを見つけました。
このICはI2Cコントロールで、CMOSタイプで10MHz〜160MHz、LVDSタイプだと10MHz〜945MHzの任意の周波数を発振可能となっています。
安定度は±50ppmということで、XTALよりちょっと悪い程度で、十分使用可能な範囲です。
無線への用途として、SDRのオールバンド化のための局発に多くの事例を見つけました。
これらの場合、PCからの制御のためにUSB I/Fとした基板キットがあり、日本でもICAS Enterprisesさんでも販売されています。

http://www.icas.to/lineup/usb-synth-kit.htm

残念ながら、ICチップのみは販売されておらず、色々探したら本家が見つかりました。

http://www.sdr-kits.net/USB/USB_Description.html

UKのSDR関連のキットを販売しているSHOPです。
ここでは、ICチップ単体の販売もあり、このところの円高で送料を入れてもこちらが安そうだったのと、PayPalが使えたので、USBのキット(CMOS版)とチップを1個ずつ購入しました。
ネットで手続きをしてから、2日ほどで送ったよ!とメールがあり、約1週間で手元まで届きました。

DSC01641.jpg     DSC01642.jpg

DSC01643.jpg     DSC01644.jpg

仕様としては、10MHzから160MHzとなっていましたが、実際にサイトにアップされているUSBコントローラS/Wを使って使用してみたところ、3.5MHzから269MHzまで出力されていました。
下の写真は、3.5MHzの発振出力です。
出力は終端せずそのままプローブをつなぎましたので、オーバーシュートとリンギングが大きいですが、約3.3Vの綺麗な方形波が出ています。

DSC01648.jpg

その状態を、そのままスペアナで見たものが下のデータです。

USB Si570_3.JPG
周辺に変なノイズが乗っている様子はうかがえませんでした。

下は、高調波の様子です。奇数次の高調波が綺麗に出ています。

USB Si570_2.JPG

下は269MHzの発振スペクトラムです。同様に、周辺には変なノイズは見当たりませんでした。

USB Si570_1.JPG

多くの使用例どおり未だやったことのないSDRのOSCとして使うのかI2Cで制御して、DDSの代わりに使うのか、チップの使い方はまだ考えていませんが、任意の周波数が広範囲で得られるというのは色々なことに使える面白いICだと思いました。

※使用例はSi570で検索すると沢山出てきます。
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2009年09月26日

またしてもDC方式RX&CW TX

DSC01638.jpg

夏休みにDC方式のRXをベースにしたCWのTRXを検討していましたが、飽きもせず、また別のDC方式RXをベースにしたCW TRXを作って見ました。
きっかけは、サイト巡りをしていて偶然見つけたJM6QALさんのサイトでの東芝製IC TA7310の無料頒布です。
10個で¥200というのもあったのですが、「TA7310Pでなにか作ろうセット」という、TA7310P 4個とまたしても7.108MHz XTALですが、2個が組み合わせられた無料を選びました。
当然のことながら、無料であるからには条件がついています。
条件は、氏のサイトをご覧頂ければわかりますが、何を作るかのアイデアを提案することと、実際に作ったら報告することです。
¥200ですから有料で入手してもいいのですが、死蔵する可能性があるので、自分に宿題を課して実際に何か作ってみようと無料を選択しました。
と、いう事で作ったのが、TA7310を使用したDC方式RXをベースにしたCW TRXです。いつものように京都のお寺の名前をつけて「浄楽}としました。

今回のTRXもコンセプトを決めました。
(1) TA7310の機能は全部使用する
(2) マイクロインダクタを使用してコイルは巻かない
(3) 受信部には、CW用の何らかのフィルタを挿入する
(4) 送信部は、0.5W以上とする
(5) 実用性を考えてVXOとして適当な可変範囲をとる
(6) 受信時のビート分の周波数シフトを自動的に行う

結果は次の通りです。
(1) TA7310のOSC部をVXOとして送受信で兼用しました。
  送信部用には、3Pinのバッファ出力を使用しました。
  Mixer部は、そのまま使用しましたが、問題は、AMP部です。
  Mix後のAFアンプとして使用する案、送信部のバッファアンプ
  として使用する案(これは、結構な出力が得られそうですが)
  受信部のRFアンプとして使用する案を考えました。
  TA7310でどのくらいのゲインがとれるのがよくわからなかった
  ので、AF部でゲインを稼ぎたいのですが、上げすぎると発振の
  可能性もあり、強入力の混信が当然心配されるのですが、夏
  の実験で効果のあったアッテネータを挿入すれば実用レベルで
  使えるだろうと、今回はアンプ部は受信部のRFアンプとして使
  用することにしました。
  その代わり、入力のフィルタには2ポールタイプのフィルタを
  挿入しています。
  アッテネータは、単なるVRとせず、SWRは2以下になるような回
  路構成として、30dBくらいまでの減衰量を確保しました。
(2) コイルは全て手持ちのマイクロインダクタを使用しました。
  受信部のフィルタの共振点はコンデンサを付け替えて調整しま
  した。
(3) AFのCWフィルタとして、夏の実験では、TTT/加藤さんのシミュ
  レーテッドインダクタを使用しましたが、ここでは、回路を簡
  単にするために、AFPowerアンプとして使用したおなじみの
  LM386の帰還回路にLC(30mHと1.5uF:750Hz)の共振回路を入
  れました。いい按配に動作しています。
(4) FinalのTRに2SC2053を使用し、9Vで0.5Wが確保できました。
  13Vで1W弱です。
(5) セットで入手した7.108MHzを使用すべきでしょうが、QSOの
  チャンスを考えて、まず7.030MHzを2個並列で使用して、約 
  25KHzの可変範囲が得られました(7.000MHz〜7.025MHz)
(6) ここはだいぶ苦戦しました。事前検討を行わず、えいやっと、
  回路を決めて基板にしてから、検討しました。
  結局スーパー用の2連ポリバリコン使用し、シフト用の方には
  小容量のコンデンサを直列に入れて、主側の容量変化に対応
  してシフト側の小容量も並行に変化するようにしました。
  バリコンについているトリマも調整に加えて、カットアンドト
  ライで、上記VXOの範囲で600Hz〜900HZのシフト量が確保でき
  ました。(周波数により、シフト量が違いますが)
  シフトの上下切り替えもつけて、混信の具合で、アッパー、ロ
  ワーのどちらのサイドを使うか選べるようにもしました。
  受信のチューニング時に注意が必要ですが。

外ケースはありませんが、いつもの基板ケースを作って入れてみました。¥100マイコンのATTiny2313を使用して、エレキーとサイドトーン、周波数シフト制御、ミュート等も行っています。

ひとつ課題は、バリコンのコモンがグランドから浮いているのでチューニングの時に手の影響を少し受けており、つまみから手を離すと少しですが周波数が変化します。(実用的には問題ない範囲とは思いますが)

今回は、TA7310を使用しましたが、TA7320(だったかな?)、TA7358などもそのままとは行かないでしょうが、使えると思います。

本当は、DSBのTRXをと考えたのですが、キャリアサプレッションが調整を入れても20dBちょっとしか取れなかったので、とりあえずCW用を作ってみました。

作った感想としては、十分実用範囲のTRXに仕上がったと考えて降ります(自己満足:笑)

DSC01637.jpg     DSC01639.jpg

BPF.GIF
アンテナ入力から、RFアンプの出力までの周波数特性
(Thanks for JR3KBU)
TA7310CWTRX090926.BMP
全体回路図





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2009年08月23日

7MHz マイクロバートANT

DSC01531.jpg

CQ誌で、1.9MHzのラジアル分離型のMV ANTが紹介されていましたが、当局も盆休みに作って見ましたので、遅ればせながら紹介したいと思います。
記事では1.9MHz用なので、寸法を7MHz用に変えなければいけないのですが、これまでにCQ誌に紹介されたラジアル分離型ではない、オリジナルのMVアンテナの計算式をそのまま使用しました。
結果は良好で、全く問題はありませんでした。

DSC01518.jpg    DSC01519.jpg       

アルミパイプはホームセンターで売っているものを使用しました。
25mm位の大きい方が良いようなのですが、重量や風への耐力を考えて19mmと15mmのものを使用しました。
継ぎ目は、写真のように金鋸で19mmのほうに十字に割を入れて、ホース固定用のバンドで締め付けています。
パイプには、腐食による接触不良を防ぐためにナガラ製の導電グリスを塗ってあります。

DSC01515.jpg     DSC01517.jpg

このパイプを、グラスファイバ製のタモ網用のポール被せる形で取り付けました。

DSC01521.jpg

コイルは以前に作って使用していたVCH式のものをそのまま使用しました。三矢サイダーのペットボトルに1mmの錫めっき線を26回巻いたものです。
アルミパイプとの接続は写真のようにアルミ板を使用してバンドを作り3mmの螺子でリード線と一緒に締め付けています。

DSC01520.jpg

ラジアルを分離するためのコイルは、関ハムで仕入れていたFT240-43材を使用しました。CQ誌で紹介されているものと同じものですが、100Wくらいまで使用できるそうでQRPの当局としてはもう一つ小さいものでよかったようです。ケースも小さいものが使用できるので、風にも強くなります。

DSC01522.jpg

アルミパイプとファイバポールとコイルとトロイダルコイルとの関係は、写真のようになっています。

DSC01530.jpg

ラジアルは、写真のようにベランダの外側になるように、釣竿を突き出してそちらの方に斜めにおろしています。
この角度で、SWRが変化します。

最終的にアルミパイプの長さは、138cmにしました。
ラジアルの長さは、計算どおりで調整していません。
SWRは1.05まで下がりました。(7.035MHz)
7MHzで1.1 7.2MHzで1.7と非常にブロードな特性です。
ラジアルをおろす角度で、SWRとセンター周波数が変化し、なるだけ垂直方向のほうが、SWRは下がるようです。
風が強い時は、ポールを下げて低い位置で使用することにしていますが、CQ誌にも書かれているようにセンター周波数が下がりますので、ラジアルの角度でこれを調整します。
中々便利です。

VCH式のアンテナをこれまで使用していましたので、これらの部品をそのまま流用して簡単に作ることが出来ました。
寸法関係を見ていると、ラジエータの長さは、VCH式のコイルの上の部分の長さと殆ど同じですし、コイルのインダクタンスもほぼ同じです。MVでは、ラジエータの容量とコイルの関係が、使用する周波数の共振関係にありますが、VCH式もきっと調整時にそのようにあわせていたことになるのではないかと思っています。
また、ラジアルの長さは、VCH式のコイルから下の長さとVCH式のラジアルの長さを足したものとほぼ同じです。(当局はそのまま使用)
給電点が唯一違っているのですが、よくは考えていませんが、ダイポールを基準と考えた時、電流の分布で中心から対称な点になっているのではと思っています。つまり、インピーダンスがほぼ同じ。
それなら、RFのチョークは、フロートバランとして機能しているのではないかと考えたりしています。

いずれにせよ、小型ですが、よく聞こえています。
給電点で10mH程度ですが、モンゴル、フィリピン、グアム、アメリカなどがしっかり入ってきています。
QRPでまだDXは出来ていませんが、国内は聞こえる局はほぼQSOできました。(1W)





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2009年08月16日

駄作(失敗) 禅林!

zenrinpcbtop.jpg

おととい基板を作って見ました。この所検討しているDCRXのCWトランシーバです。
失敗の元は、だいぶ以前に鈴商で買っていたALPSの4回路3接点の基板型ロータリーSWです。
欲を出して、3バンド化しようと思って基板を書いたのが失敗でした。
しかも、完全片面(時々、両面基板を使って片方をベタアースにする)で作ってしまいました。
RX部はそれなりに動作したのですが、TX部が安定動作しません。
異常発振し、マイコンまで誤動作する始末です。
パターンが間違ってないかどうか!? SWを通さずにだめなのか!? 色々やってみましたがだめでした。
結果として、ベタ基板に基板チップのランド方式で別基板化し、同じ回路で無事問題なく安定動作しました。
当然、3バンド化はあきらめました。

このまま放って置こうかとも思いましたが、せっかく基板にしましたし、この状態でも運用できそうなので(シングルバンドですが)
予定通り名前をつけて、とりあえずのケーシングも行いました。
名前は、禅林です。禅寺として知られる禅林寺からとりました。
要するにもっと修行を積まないとだめという反省のためです(^^;


zenrinfront.jpg
カバーはありません。


この夏休みは、本当は、5月の連休に始めて、途中になっているオールモードの7MHz トランシーバの方を進める予定ではあったのですがDC方式RXのトランシーバ 失敗作となってしまいました。

zenrin kouryu.jpg
下が、途中になっているトランシーバです。5月は基板ケースのままでしたが、塗装とパネル面の加工をしましたので、それなりにかっこよく見えます。
久しぶりに火を入れて受信してみましたが、CWの音はDCの方が良いです。完成までは時間がかかりそうです。

まもなく、恒例の大文字送り火です。今年も、見ることが出来そうです。
posted by ja6irk at 18:23| Comment(4) | TrackBack(0) | QRP-HomeBrew

2009年08月13日

DCRX CW TRX

DSC01578.jpg

7.108MHのXTALを分けてもらって始めたDC方式のRXですが、タイミングよくTTT/加藤さんご提案のシミュレーテッドインダクタBPFを追加検討、ついでに音声レベルを検波してSメーター代わりにし、強力なAM放送対策には、マイクロインダクタによる2ポールRF BPFに加え、インピーダンス変化の少ない可変アッテネータを追加、ここまできたらと、TX部も追加、出力のLPFもマイクロインダクタで代用(コイルを巻きたくない!)、エレキーは¥100マイコンのATTiny2313を採用し、RIT回路も追加して、それなりにTRXとなりました。(残念ながら、7.0〜7.02MHzの可変範囲となりました)
しかし、当局得意のランド方式で写真の通り凄い状態となっております。出力は約1Wです。
回路図を整理始めていますが、これを基板かするかどうか悩んでおります。
結構な回路規模となりました。
posted by ja6irk at 18:34| Comment(4) | TrackBack(0) | QRP-HomeBrew