< その3.性能・特性データ >

記 2016年11月03日〜  ja3npl

  このページは、smeterRXの性能・特性データを集めて記載しています。

  1. Sメーターの指示

      期待通りの表示をしています。
      RFアンプ(LMH6702)5段の増幅は、直線性が良く、ログ表示は、ログ・アンプ(AD8307)の特性そのものです。

  2. 周波数安定度

      アップ・コンバージョン方式の構成なので、周波数安定度がどうなるか心配でした。
      0〜30MHzの入力を、64.455MHzの1stIFに変換し、455KHzの2ndIFに再変換するので、1stLoOscは、64〜94MHz、2ndLoは64MHzです。
      1stLoは、125MHzXtalを基準とするDDS+PLLです。2ndLoは64MHzXtalです。

    smeterRX


      1stLoのXtal OSC の形名は、FXO-HC736R-125、温度特性スペックは、±25ppm(-20〜+70℃)です。

      自作の「counter_11dgt_v3」で実測した特性は、5〜50℃の変化に対し、1KHzも変動しています。

      この実測カーブの中央値をなぞって、マイコン側で周波数補正をしました。


    smeterRX

      2nd Lo の64MHz Xtal OSC、形名;CFPS-72、±25ppm〜±100ppm(0〜+70℃)です。

      実測した特性は、10〜50℃の変化に対し、600Hzも変動しています。


    smeterRX

      マイコン側で、温度補償を行った結果、周波数変動は、±10Hz程度に収まるようになりました。スイッチ・オン直後に、10Hz以内に達しています。74MHzに対して、0.15ppm(10Hz/74MHz)です。

      左は、10MHzの信号(GPS同期)をsmeterRXに入力し、周波数変換後の455KHz出力の周波数変動を測定したものです。

      縦軸は、+40Hz〜-40Hz、横軸は4時間(5分x48本)です。


      温度特性が一般的な±25ppmの Xtal OSC でも、DDS + マイコン で0.15ppm程度まで特性を改善できます。
    でも、受信周波数の10MHzにおいては、±10Hzは、±1ppmとなってしまいます。
      やはり、アップ・コンバージョン方式の構成では、周波数変動は、不利です。

  3. 歪特性

      一般的なHF帯受信機には必要ない程の低雑音低歪アンプ(LMH6702)を使っています。
      アンテナ入力に7MHzの2トーン信号を入れ、AF出力で歪を測りました。

    speana

      IM3=-70dbc余である事を期待しているのですが、実測結果は、-59dbc、やや未達の レベルでした。

      期待のレベルが得られない原因は、各所に採用したFCZ型のIFTです。コアを使わない空芯コイルにすると、あるいは、Qを低くすると解決します。
      実用上は、-40dbcあれば、人の耳には感じられません。参考に、TS-50Sでは-40dbc、IC-756PROでは-70dbcです。

      今後、工夫し、改善を試みるポイントです。


    speana

      IC-756PROの実測データでは、内部雑音がやや多くて、IM3が内部雑音に隠れています。NRボタンを押せば、-70dbcのあたりまで見えるようになりました。
      smeterRXの方が、内部雑音が優れていますが、アンテナをつないだ状態では、さらに、雑音レベルが加わるので、同じです。


  4. 雑音特性

      スピーカーから出る音は、各機種により、ずいぶんと異なります。

      7MHz帯で国内局(強めの信号)を聞きやすくしたいと考え、信号/雑音比に注目し 、AF回路にLPFを入れる事、AGCの効いている時間を長くする事を行いました。

    speana speana

      LPFの効果はありました。IC-756PROのAF回路は、FM受信があり、10KHz以上の帯域まで対応しているのでしょう。サー、シー、というヒス・ノイズが常に聞こえています。

      smeterRXでは、3KHzのなだらかな特性のLPF入れた結果、サー、シー、ではなく、クー、スー、という 調子になりました。メカニカル・フィルター特性の肩が丸い(DSP/IC-756PROに比べ)勢もあります。
      左は、弱い信号(-85dbm/S7)を受信した時の、信号と外来ノイズレベルです。

      AGCをピーク・ホールドして、しばらく数秒変化させないことで、静か、自然な聞こえ方になりました。
      AGCループの無い、他励式のAGCなので、制御が自在です。
      しかし、弱い信号の場合は、クリック/パルス状の雑音により、AGCが効いてしまい、信号が聞こえなくなるという事態になります。AGCをFastに切り替えることになります。

      メーカー製の機器では、AGCがSSB音声と共に早く動作して、合間に雑音が入り、不自然に感じています。
      パルス状の雑音に対して、早く回復する様に、特性を加味していると理解できますが、あちらを立てれば、こちらが..という事です。


  5. 各基板ごとの特性

      特性を表すスペアナ画面が沢山あります。   各基板毎に分けて、次の各ページに記載します。

以上

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