聴感上の改善効果
ケース５にて、良い結果が出た．．ので、自信を持って、モニターをしてみました。
TS-50Sを使い、ヘッドホンを付けて、ケース２とケース５の条件をスイッチで切り替えながら、マイクに声を入れる要領です。
．．残念ながら、全く変化を感じませんでした．．。
私の、聴感は、一体どのレベルなのだろうと疑問を持ち、次の、簡単な実験をする事になりました。
- AFでの感度
健康診断の聴感検査と同じ要領です。パソコンでソフト「WaveGene」を起動し、パソコン出力をヘッドホンで聞く要領です。
左は、AF信号のスペアナ画面です。
400Hzで-10dbの音を出し、加えて、例えば1,400Hzで-50dbの音を出して、1400Hz/-50dbを感知するかどうかを確かめました。
これは、歪が生じる場合に、主信号に対して、不要信号が派生する現象を模した訳です。
可聴できる不要信号レベルは、次表の様な結果となりました。デシベル値は、パソコンの音量調整でどのようにも代わるので、絶対値では無く相対的な値です。「WaveGene」で-70dbあたりが可聴下限になるような音量調整としました。
信号 400Hz単 1,400Hz単 400/900Hz 400/1,400Hz 400/2400Hz 信号Δf 0 0 500Hz 1,000Hz 2,000Hz 信号レベル -65db -70db -10/-35db -10/-50db -10/-65db レベル差 (-65db) (-70db) -25db -40db -55db 500Hz差の信号では、25db差を検知するのがやっとですが、２信号が離れるに従って、単信号の場合と同じレベルまで感度が上がります。
- RFを介しての感度
SSB信号を、ノイズと共に受信している実際の状態で、どこまで歪を聞き分けられるか．．を、実験してみました。
左は、RF信号のスペアナ画面です。
１台目のSGで14.16MHzを、２台目のSGで数100Hz離れた周波数を出力し、２つの信号をコンバイナーを通して、短いリード線につなぎました。IC-756PROは、通常のアンテナでDX局を聞く状態にしました。結局、-22db差が下限であると判りました。（ノイズレベルはS1弱の場合）
強い方の信号レベルを「Ｓ９」に設定すると、弱い方の信号レベルは「Ｓ１」程度になります。IC-756PROのＳメ－タは、S9～S1の間のレベル差は、実測20db（Ｓひとつ当り2.5db）です。ノイズ・レベルはS1弱ですから、弱い方の信号は、ノイズ・レベルと同等です。
「Ｓ９+10db」の信号の場合は、計算上-32db差が下限になりますが、QSBやノイズ・レベルが高い場合もあるので、控えめに見積もるのが合っていると考えました。
- 改善ケース１～５の評価
① 改善ケース１～５のグラフ、
② AFでの感度（灰色点線）、
③ RFを介しての感度（黒色点線）、
を重ねて、表示しました。「S9」程度のSSB信号を受信して聞く場合は、ケース１もケース５も同じ様に聞こえると言えます。
音質（歪）の差は判別できません。「S9+60db」等の強力信号をモニターする場合は、灰色点線を境に、良否が判別できると思われます。
しかし、私には、前述のとおり、ケース２とケース５の区別が出来ませんでした。SSBの送信音質の要素の内、歪については、IM3が-25db程度あれば問題なしと考えられます。
従って、音質を考える場合は、他の要素に注目すべきと思いました。例えば、周波数特性（イコライザー）、変動するレベル制限、マイクの特性（ダイヤフラム緩衝や、過渡振動）、冷却ファン等の環境ノイズ、そして、声の個性など。
サイド・バンド・ノイズの広がり
IM3のレベルを改善したら、どんな良さがあるのだろう．．という事で、今度は、サイド・バンドの広がりを見ました。
ケース１の条件です。SSB、100W、MID/2.4KHz。
ボイス・レコーダーに記録した声を、繰り返し、10分程度送信し、ピーク・ホールドで表示しています。
ケース５の条件です。
若干の改善傾向が判ります。ほぼ10db程度の違いです。
S9/S1の差は、前述の20dbですから、S9の強さの時は、ケース１もケース５も区別は付かないでしょう。
S9+10db以上の強さの時は、若干の違いが、サイド・バンドの広がりとして、隣接のQRMや、スペクトラム・スコープの表示で出てくるのでしょう。
中間まとめ
- 電圧変動の疑問を追いかけましたが、期待ほどの効果は無かったと言えます。
- 2.4KHz差の２信号では、ケース1とケース５の間で20dbもの改善があるのに、
SSB信号では、10db程度の改善に過ぎませんでした。
やはり、200Hz差の２信号でのIM3（10dbの改善）が実態を表す事になるのでしょうか。
左上がり特性の原因
前項までは、扱ったデータは全て、ALCが動作している条件でした。
左の特性曲線は、ALCが動作していない条件（出力が80～90W）で、データを採り直したものです。
前項までの左上がり特性の原因は、ALC回路を通して、AF成分が前段に回り込んでいるためと思われます。
ALCのフィード・バック回路は、①トランスを使ったカップラーで出力検出、②ダイオードで整流、③差動アンプ、④マイコン（おそらくADC変換とSSB/CW切替）、⑤マイコン出力（おそらくPWM）、⑥ALCアンプ、⑦FETのゲート・バイアスを使ったALC．．となっています。途中に、RC時定数回路がありますが、より低い周波数で平滑され難い条件と推測されます。
実使用状態では、ALC動作に頼らざるを得ません。（バンド切替時のレベル変動、マイク入力のレベル変動に対応）
もし、ALCを動作させない微調整ができるなら、より良い性能が引き出せます。例えば、手動のマイク・ゲイン調整、リミッター、コンプレッサーです。
この特性曲線では、500Hzあたりにピークがありますが、FILTER UNITのコモン・モード・フィルターのリアクトル成分に因る電圧変動があるためと思われます。このリアクトル成分が効きにくいケース５、ケース４では、ピークが見られません。
ケース１の条件でも、この内蔵コモン・モード・フィルターを短絡すれば、歪特性は改善されるのでしょう。
他のバンドの特性を調べましたが、3.5MHz帯では、約5dbほど良くなり、28MHz帯では、約10b程度悪化します。
ALCを動作させない条件での、SSBサイド・バンドです。
ケース５、14MHz、SSB、80～90W、MID/2.4KHz。
縦、横軸とも、改善傾向となっています。
まとめ
- 疑問を解きたい．．という事をきっかけに、実験を繰り返し、電圧変動の実態、ALCの性能は万全でない事、IM3の実用的なレベル．．等を知る事ができました。
- マイク・ゲインや、ALCレベルの設定、電源電圧など、つまみの調節の要領を知る事ができました。
- IC-756PROに今回の改造を加えると、例えば、電源電圧が仕様を超える過電圧となるリスクがあり、コモン・モード・フィルターの機能を省けば、外部からのサージ侵入を防げなくなります。PA UNITの2SC1971、2SC1972、2SC5125は、入手不可能と聞いています。
トランシーバ全体の実用性能を考えると、ケース１や、ケース２の条件で使うのが最良なのでしょう。実験結果では、音質（歪）、サイドの広がりも満たされています。