2信号特性を測る。
混変調は近くの信号が局発の代わりの様に成りもがもがと音声まで聞えて来る困った現象、
RFampやMixerの特性で直線領域以上ではひずみを発生しやすい、強い入力信号でIPポイントを
簡単に越えて混変調に成ってしまう。簡単に計測、更に改善できたか確かめる。
2信号(同じ出力、離れた周波数)を合成した後ATTを通す、
AFバルボルの3dBになる値で比較、絶対値は測れない。
受信機の混変調、感度抑圧、ダイナミックレンジ、インターセプトポイント
目的周波数の近く±10Khz離れた周波数、更に20Khz,30Khzと離れた周波数で
交信する局がいたらどんなことに、その結果、3次、5次の混変調歪で交信に影響が出たら?
IP(インターセプトポイント)信号とIMD(3次混変調歪積)のグラフの交点を言う。
IPの手前で3dB抑圧点がでる、飽和した。3次混変調歪積の係数は3(LogX3乗=3Logx)
で目的信号より急激に増加する。
アンプやミクサーでは入力信号で入力を大きくしていくとやがて飽和、IPには達しない。IPは仮想の点
しかしIPを知れば任意の入力信号レベルの相互変調歪積出力を知る事ができる。2信号をそれぞれ1dB
変化させたら3次混変調歪積出力は3dB変化することから最大高周波入力レベルが推測できる
IP=1/2(Po−Pd)+Pi
IP:(3次インターセプトポイントdBm)
Po:目的周波数
Pd:3次混変調歪積dBm
Pi:入力電力dBm
IP=1/2(IMD+Pi)
IMD: 3次混変調歪積は(Po-Pd)
例えば入力ー35dBm=4mV、IMD=80dBmと計測したら
IP=1/2×80+(−35)=5dBmと計算ができる。
((ミクサーの3次IPの予想))
RF入力レベルを上げていくとと出力レベルが比例して増えいくが、やがて飽和して1dB
の抑圧点が出る3次IPは1dB抑圧点より10〜15dB高いレベルに有ると想像される
((混変調))
3dBの抑圧点から混変調効果が始まる。
目的信号レベルに関係無く不要信号レベルの2乗に比例して増大する。このためRFATTを使うと
混変調特性は大きく改善される。6dBのATTを入れると12dBも改善される。
<SSG-CW波>
<HightBridConpainaer>-------{Reciver}----AFバルボル、スペアナ
<SSG2-AM波、30%の変調>
SSG2の出力を増加させるとSSG1のCW波に1dBの変調がかかつたところが、約30dBの混変調比
(混変調レベルが基準信号レベル<SSG1−cw>より30dB低い点)
m/m’=(Pip/4Pc)+0.5
m/m':大信号(SSG2)から小信号(SSG1)に伝達された混変調の比)
Pip:インターセプトトポイント電力
Pc:不要信号電力
m/m’(dB)=20log(m/m')
上図から30dBの混変調は底辺の(Pip−Pc)の値は21dBと読み取れる。
これはIPが30dBの受信機に+9dB(630mV50Ω)の変調信号を加えたら30dBの混変調を発生する
(((感度抑圧))(((
弱い信号を受信しているとき、近接した強力な信号が相当大きな利得損失を起こす。
不要信号の入力電圧がRF増幅やミクサーのバイサス電圧より大きくベース、ゲートを導通状態
にまで駆動するとき起きる.。利得を減少歪を発生、整流されたベース電流はAGCに重なり利得を下げる
測定には2台のSSG、SSG1は無変調の目的周波数、SSG2は不要信号相当の周波数にセット、目的周波数の
のー3dBになるまでSSG2の出力を上げる。受信機を高感度にすると抑圧しやすく成るので、NF10dB位
<<ダイナミックレンジ>>
受信機のダイナミックレンジの上限は3次の相互変調歪が受信機の雑音レベルと等しく成る入力信号レベルと定義
下限はNFにより制限
受信機が発生する雑音No=10logKTo+10logB+NF
K:ボルツマン常数
To:絶対温度【°K}
B:バンド幅{Khz}
NF:雑音指数{dB}
ダイナミックレンジの上限はスプリアスの生じない限界と考えられる。
受信機の雑音レベルを基準にして DR=2/3(IP−No)
DR:スプリアスダイナミックレンジ(dB)
IP:インターセプトポイント
No:受信機の発生する雑音レベル(dBm)
3次IMDが受信機雑音と等しくなる、入力レベルを最大入力レベルとす。
Pimax=1/3(2*IP+No)
Pimax:最大入力信号レベル(dBm)
No:受信機雑音レベル(dBm)
たとえば
NF=10dB、、Bwが2.1Khz、、IPが30dBmとすれば
DR=2/3(30−(−131))=107.3dBm
Pimax=1/3(2×30+(−131))=−23.7dBm
−23.7dBm(14mV,,S9+43dB)以下の入力信号でIMDは雑音レベル以下になる
{3次混変調歪積を導く式}
μV、dBm,dBμの換算
0dBm=1mV
0dBμ=1μV
V=sqort(PR)=sqort(1mV×50Ω)=0.2236V=2.236×10の5乗μV
20log10の(2.236×10の5乗)=106.989dBμV
0dbm=107dBμ
10log電力(mW)
20log電圧(μV)
トランスでNFBをかけてNFを改善P−P構成で3次混変調歪積を無くするプリアンプ優れもの
NF (ノイズフィギア)
SSB受信機の内部雑音をAFバルボルで計測、外部から雑音を入力してバルボルの
指針が2倍に振れる様に入力した雑音の量が、受信機の内部雑音の量と成る。プリアンプ
などの製作でこの雑音量を出来るだけ小さく作る目安に計測無では無理だ、
SPからの出力電力を計測、2倍は3dB E=sqot(PR) 2倍の電力変化量はルウト2倍の
電圧変化量、1.41倍になる。
[ノイズゼネレター」→<プリアンプ>→(SSB受信機 AGC-OFF)SP→/AFバルボル/
NF=NF1+(NF2+1)/Gain2
7Mhzの自作機、韓国軍用機、TS570で測り比べて見た。
SSGの出力は80dBしかない(通貨型40dBのATTを通して送信機の電力を計測する都合で、SSGの出力をそのままと通す為)
自作の信号源が120dBの出力が出て2つとも同じ出力、この2つをー6dBコンパイナーで合成して可変ATTで受信機に。
アンテナアラナイザーのPLLの信号を取り出せる様に出力端を付けた。スキャンDDSの信号は出力端が有る。これを合成(ー6dBーコンパイナー)
10dB可変ATTを通して受信機に。SP端からAFバルボルに入れてメーターを振らせる。
N.F
AFバルボルがSSGの信号を入れる前の指針より+3dBになるSSGのATTの表示で比較。
自作7Mhzリグ 20dB
韓国軍用リグのジャンク完動機 20dB
TS570 20dB
と殆んど違いは無いが軍用リグはRFamp無し、BPFの後ダイオードDBMに入るというNF重視の設計
SPからの雑音はすこぶる静か。他のリグはRFアンプ、FETのミキサーの構成ながら7Mhz位の周波数では
差は感じられない様だ
2信号特性
2つの信号を中心周波数より10Khzづつ離して合成、受信機はさらに30Khz離して受信。SSGの出力は120dBと最大
合成信号を入れたとたんのAFバルゴルの指針はふてれ仕舞うのでATTを下げて信号を強くすることは出来ないので、それで比較
TS−570 3dB〜5dB(AGCを切る事が出来ないSWが無いので他のリグもAGCーONのまま)
軍用ジャンク 0dB(合成信号を強くしても変わらず、AGCが強力に効く)
自作 2dB(合成信号を強くしても変わらず、AGCが効いている)
雑音は上がり目的の信号が埋もれてしまう事も有りそうだ、実際の運用ではこんなに強い信号は
コンテストの様に同じ会場で多数局が同時に同じ周波数で運用した状態でありえない
スペアナの3次5次混変調歪積、
50Mhzで自作機2台、改造機、TS−570、IC−756のN.F 2信号特性の計測
50hzの高い周波数に成るとどうしてもGainが必要に成り高周波増幅は必須、必ず混変が生じ悩ませるが仕方ない事
N.F
TR−1300 SSG10dB−−AFバルボルの値2dB
ピコ6 SSG30dB−−AFバルボルの値1dB
自作機 SSG20dB−−AFバルボルの値5dB
TS−570 SSG20dB−−AFバルボルの値2dB
2信号特性
ピコ6 , , , , ATT2。5dB AFバルボルの値3dB
TR1300改 , , ATT1.5dB AFバルボルの値3db(キャビティRFアンプ)
自作機 , , , , ATT 1dB AFバルボルの値10dB(キャビティRFアンプ)混変には弱い事が分かった
TS−570 , , , ATT 2dB 、 、 、 、10dB
同じ様に混変に弱い事が分かったが、聞こえない事には仕方ない
高い周波数ではゲインが必要、しかし混変には弱くなる、そこで必須になるのがATT、−3dBが2乗で効果が出る。
スペアナの3次5次7次の混変調歪積