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2018年3月

2018年3月24日 (土)

昭和45年頃のAM6石スーパーラヂオキット 続き

このラヂオキット、組み上げたところ問題があつた。

  • 感度が劣悪 
  • 受信できてもビートが乗る 
  • バーアンテナコイルに触れると利得が大きく上昇し雑音が増える 
  • バリコンの両端で発振気味に利得が上がる 

何しろ45年間完成もさせずに放置したものだから劣化した部品があつてもをかしくない。

部品の外観からバリコンとトランジスター4本を交換したが改善が見られなかつた。ゲルマニウムトランジスターはバイアス抵抗を調整の上シリコントランジスターに交換した。

Img_179

ここまで来てバーアンテナに触れると利得が上がる現象を検討することになる。

バーアンテナを基板から外しケースの外に置いて実験する。それだけでは変化がない。

次にフェライトコアに対してコイルの位置をずらしてみる。その結果コアからコイルを5mmほど抜けた位置に置くのが最良であることがわかつた。この時の感度は当初の状態より遙かに良好だ。しかしその位置は本来の実装では不可能な位置だ。またフェライトコアをはみ出さない範囲でコイルを動かしても感度の大きな改善はなかつた。

部品交換に当りトランジスターを面実装品、一部CRをチップ部品に交換し基板裏面に実装した。そのため基板表面に空間ができ、フェライトコアをそこに移動させることができるやうになつてゐた。かうなつたのも偶々であるが、ケースの中でコアから抜けた位置を実現できた。


このキットは只組み立てただけでは動かないものだつた。
「誰にでも組立てられる生きた教材」といふのは誇大広告であることが45年経つた今わかつたのだつた。

2018年3月20日 (火)

アマチュア無線家向け機器測定サービス

「アマチュア無線家向け機器測定サービス」を行つてゐます。

詳しくは下記のサイトで。
 http://www.hide-radio.com/measurement.html

但しJARD本部の「測定器室の開放(一般利用サービス)」が利用できる場合はそちらを推奨します。

スプリアスの厳密な測定を手動で行ふと非常に煩瑣で時間が掛ります。JARDの一般利用サービスではソフトウェアを実行させ自動測定させてゐるとのことです。ならば一回の測定に掛る時間は長くないことでせう。

測定点数が多くなく、二時間の利用時間内で済む見込が立てばJARDのサービスは非常に安価です。

近所のアマチュア無線少年の世話をする意味合ひで、来宅する未成年には料金を半額に設定しました。

2018年3月18日 (日)

Spice device model for germanuim diode and transistor

"Is" of germanium diode is much bigger than silicon devices.


I needed to replace an old germanium PNP transistor (2SA471 Toshiba) with a present silicon one (2SA1162 Toshiba). I had to consider the biasing in the original circuit. Then I started to look for a spice device model for a germanium transistor. But I found few of models. I just found the model for Russian AC128 transistor on the below site. This is the only Ge transistor model I found on the Internet.

AC128 PNP Germanium Transistor Spice Model (Rare!) -- diyAudio

This thread has many 61 messages, 7 pages. I looked at the 1st page at a glance and made a bias simulation with Qucs.  Qucs answered that its Vbe was more than 0.7 V. This model appears to be a silicon one's. Actually in the following pages of the thread they discussed this problem.

For double checks of simulators, I made the same simulation with LTspice IV. But LTspice reply with the same result -- high Vbe for a Ge transistor.

Then I picked my old spice book and checked the chapter of device modeling. Then I set 2 parameters, EG: 0.67 and VC: 0.2 and tried simulation again. But the Vbe was still high voltage. Nothing changed.

Then I picked my old semiconductor book published in 1973 which described germanium devices.

The book stated that "Is" of germanium diode is much bigger than silicon devices and it is about several micro ampere. At last I found the point.

I set IS of the germanium diode 1e-6 then got Vf: 0.164 V for If: 558 uA. I got a good result. Next I made a transistor simulation below.This is enough result.

Getr

Later I found the device model of 1N60 germanium diode. It seems well verified. That is a lecture material of an electronics course in Japanese college.

Kazu. TAKASHIO
FUNDAMENTALS OF ANALOG AND DIGITAL CIRCUIT
KEIO UNIVERSITY, SFC FACULTY SEARCH

2018年3月16日 (金)

LTspiceの使用感 H30年版

 LTspiceの使用感は八年前に一度書いた。

2009年12月10日 (木)
LTspiceとPSpiceの比較

 以後LTspiceは使つてゐなかつた。しかし常用するQucsの動作を確認するために今回改めてインストールして使つてみた。


 LTspiceの最新版はLTspice XVIIのやうだ。これをインストールしたが起動しない*。しかもアンインストールができなかつた。仕方ないのでLTspiceIV最終版をインストールした。

* Windows 7 Pro x64/ Intel版

 LTspiceの回路図エディタは使ひ難い。一度配置した部品は回転、ミラーリングができない。但し移動とドラッグは配置後もできる。

 デバイスパラメーターも回路図エディタから変更できない。但一部のものはできるやうだ。パラメーターの異なる部品はライブラリーファイルに直接記述定義し、その部品名をエディタから呼び出す仕組みだ。デバイスモデルのバラメーター検討に向いてゐない実装である。
 しかもライブラリーファイルはProgram filesディレクトリーにあるので書き込み保護を解除して更新することになる。利用者による部品追加に配慮はされない。

 尤もこれはリニアテクノロジー製品の販売促進物であるので仕方ないのだらう。リニアテクノロジー部品の評価、それを使ふ回路を設計するためのツールである。その点、回路シミュレーター企業が提供する見本版とも性格が異なる。

 LT製品の評価以外では今後もQucsを利用していく。

2018年3月 9日 (金)

23年使つてゐるSONY ICF-2010 (2001D)

 ソニーのラヂオで世界的に人気の高かつたICF-2001D/ 2010。これを1ドル80円位の時、アメリカのUniversal Radioから購入した。当時はまだインターネット時代ではなくFAXで遣り取りをしてゐた。

2009年6月23日 (火)
SONY ICF-2010の化粧箱

 Universal Radioから購入したのはアメリカ仕様のICF-2010である。差異は

  • 筐体印刷に日本語がなく英語表記であること
  • ACアダプターのブレードが左右で幅が異なり、極性付きのものになつてゐること

位である。

 このラヂオは寝床に置いてあり、就寝時、起床時に利用してゐる。最近は発振ブロックのハンダ割れ故障もなく問題なく動作してゐる。

Icf2010_view

2009年8月31日 (月)
SONY ICF-2001D/ 2010の修理
  

 ハンダ割れ故障は、筐体の前後を手で挟むやうにして持ち上げるとき、プリント基板に力が伝はることで発生する。そのため移動回数を減らすことでハンダに掛るストレスを減らし、故障に至る期間を延ばしてゐる。以前は7年おきに故障が発生したが、現時点で前回の修理から8年が経過した。今度はいつまで保つだらうか。

2009年8月 5日 (水)
SONY ICF-2001D/ 2010 ブロック図

2012年5月 8日 (火)
SONY ICF-2001D/ 2010 マイコン/時計用電源改造

 ICF-2001Dの電源系統はデジタルとアナログ系統と二つある。この二つは分離されてをり、デジタル系統は単3型乾電池2本のみで駆動される。主電源が供給されてゐる場合でもそこから供給されない。

 デジタル系統の電流は動作時に増え、累積駆動時間が長くなると電池が消耗する。しかも電池交換時にデータがバックアップされない不親切設計となつてゐる。その不都合を解消したのが上記「マイコン/時計用電源改造」である。この改造から6年経過したが不都合はない。また電池交換はその時以後してゐない。

 私はICF-2001Dと近い時期に発売されたICF-7600Dも33年間使用してゐる。

2009年8月 3日 (月)
SONY ICF-7600Dの化粧箱

このマイコン電源も同様に単3電池2本で駆動される。但こちらは15年近く交換せずに済んできた。性能を追求したICF-2001Dに対してICF-7600Dは使用する上で上手い設計である。

その他ユーザーインプレッション

  • LED Sメーター
    LED Sメーターの部分は照明を消したときに眩しいので紙で覆つてある。輝度調節機能は実装されてゐない。
  • ボリュームの変化率
    音量調節は縦に実装されたスライダー型ボリュームで行はれる。深夜に音量の調整が難しい。もう少し音量の小さい領域の変化が緩慢だと調整しやすい。
  • 筐体底面の突起
    畳に直に置くと突起が畳に喰ひ込み都合が悪い。突起部分をテープで覆ふか敷物を敷く必要がある。

2018年3月 3日 (土)

アンテナのアレイ化と利得

 利得の考察に続き、アンテナのアレイ化について考へる。アンテナのアレイとはアンテナを複数配置し合成して給電するものである。配置パターンとして直線状、平面状、環状、任意形状がある。アマチュア無線でいふアンテナのスタックとは直線アレイまたは平面アレイのことになる。

*学会では「アレーアンテナ」と呼称してゐるやうだ。

 アレイアンテナの効用の一つは指向性を鋭くすることである。アレイ数を増やすと指向性が鋭くなり利得が高くなる。同一のアンテナをアレイにする場合およそ本数分の利得向上がある。

 下図は等方性アンテナを半波長の間隔で直線上にアレイ化した場合の指向性を計算したものである。アレイ数は2、4、8、16、各軌跡は利得の最大値で正規化した。等方性アンテナを基準とした指向特性をアレイファクターと呼ぶ。

Array_all
アレイファクター 縦軸:レベル(dB)、横軸:角度(°)
青:2アレイ、黄緑:4アレイ、マゼンタ:8アレイ、水色:16アレイ

 グラフの横軸を-100°から+100°にとつてあるが計算した軌跡は-90°から+90°までである。180°回転した反対側も同じパターンになる。下に角度の定義を示す。

指向性の角度の定義
指向性の角度の定義

 この図を拡大して3dB半値角を調べる。

Array_3db

アレイアンテナの半値角 縦軸:レベル(dB)、横軸:角度(°)

結果をまとめると

2アレイ ±30°
4アレイ ±13°
8
アレイ ±6°
16
アレイ ±3°

となつてゐる。

 無指向性のアンテナを2本アレイ化するだけで、ダイポールの水平面内指向性のやうな八の字指向性になるのである。以上のやうにアレイ化により指向性が高まることが分かる。下にMMANAによる全周に渡るシミュレーション例を示す。

垂直ダイポール8本アレイの指向性
垂直ダイポール8本アレイの指向性

 アンテナをアレイ化することによつてアンテナの利得を高めることができ、指向性方向に強く信号を送ることができる。受信についても同様であることはいふまでもない。

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