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26)SSTVなどで使用するインターフェースの製作

今回は以前から友人に頼まれていたIC7400用の画像通信SSTVなどで使用するインターフェースを製作したので以下の通り紹介する。

従来からそして将来的もそうだと思うが、SSTVなどの通信方法に関するソフトウェアは容易に入手出来る環境であるが、無線機とパソコンをハードウェアで接続(インターフェス)する部分に関して既製品、キットなどは市販されているものの、複合した機能を有するものはなかなか見当たらない。そこで今回はIC7400アクセサリー端子を有効に活用し、それぞれのモードで運用する場合、送信状態時、送信動作をモニターすることの出来る回路搭載とか、アクセサリー端子を使うとマイクゲインが低下する為のマイクアンプ(リミッティングアンプ内蔵)を付加するなど出来るだけ操作性の良いものに仕上げてみた。

1)回路構成の概略
インターフェイスに関わる信号は基本的にIC7400アクセサリー端子を使用する。どこかのプログにも掲載されていたが、IC7400はHF帯(~50MHZ)とVHF帯(145MHZ)でPTTの引き出し端子が独立している。メーカーのマニュアルのどこにも記述していないが、HF帯はアクセサリー(1)の3pinでVHF帯はアクセサリー(2)の6pinをそれぞれグランドにすることで動作するようになっているので注意が必要である。(但し、DATA端子を使用する時は別扱いとなる。)・・・上記内容はメーカにも問い合わせた結果である。

アクセサリー端子のSEND(PTT)、MOD(信号入力)、AF(オーディオ出力)、+13.8Vを活用しインターフェイスコントローラーを動かし、回路的にはPCから得られるRS232Cの信号はフォトカプラで受けている。
また、PCと無線機の信号受け渡しはトランス結合とし、アクセサリー端子を使って音声を入力する関係でマイクアンプ(リミッティングアンプ付)を搭載している。更にSSTVなどの運用では送信している時に送信状態がどのようになっているか不明で、不安になる場合を解消する為、PCからの信号で送信している場合は信号をモニター出来るようにしている。(今回製作した詳細の回路図は別途回路図集へ掲載している。:パスワード要)

2)回路図に沿ったプリント基板のパターン化
今後も複数台製作予定であることから回路図を精査し、簡易CADでパターン化し、プリント基板の版下製作から取り組んだ。(片面パターン:80mmx70mm程度)
      版下

3)版下を基にパターンエッチング(協力:JA7BJP 富樫さん)完了品
上記版下を若干修正したため実パターンエッチング品とは異なる。版下を特殊な用紙に印刷し、アイロンでプリント基板へ定着し、その後、エッチングした。
      プリント基板エッチング完品

4)プリント基板に部品が搭載された状態。(部品面)
小型トランス、リレー、オペアンプ、マイクアンプICなどが搭載され、各部分に接続される入出力はボリウムで可変出来るようにしている為、可変抵抗器が数個、搭載している。
      部品面に部品搭載状態

5)部品搭載されケースに取り付けた状態
メンテナンスと調整の容易性などを考慮して、入出力関係はコネクターで引き出すようにしている。また、本プリント基板はシルク印刷されていないので要所々の部品に油性マジックで部品番号などを記入している。
      プリント基板ケース搭載状態
      
6)フロントパネルの状態
フロントパネルにはPL、ON-AIRのLEDとPOWER ON、MONITOR ONのスイッチ、MIC GAINのポリウムがとりつけてある。尚、レタリングはシート(KOKUYO インクジェットプリンタ用ラベルシート)へインクジェットプリンターで印刷し、貼り付けしている。
      フロントパネルa

7)リアパネルの状態
リアパネルにはMIC入力、無線機とのやり取り(TR/X)、PTT、RS232C IN、PC-SP、PC-MIC、EXT-SPの端子が取り付けてある。マイクもこの部分へ取り付けるようになっていて無線機本体のパネルからは一切、配線はなく、無線機アクセサリー端子との接続だけにしている。EXT-SPにスピーカーを接続することでモニターも出来るようになっている。
      リアパネルa

8)今回製作したインターフェースの全体
今回製作したインターフェースはTAKACHIのアルミケース(KC型 KC5-13-15GS)に収めてみた。リアパネルは各部品のアースを満遍なく取るためアルミ材に交換して取り付けている。
      ケース全体

*苦労した点はIC7400との接続で最後までPTT動作の内容が判らず、メーカーに問い合わせた点である。
PCと無線機の接続でやはりレベル調整である。各部分の入出力の部分にはボリウムで可変するようにすることが望ましいようである。皆さんもチャレンジしてはどうでしょうか(回り込みにはくれぐれもご注意を)
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2013-10-02 : 自作記事 :
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23)MA-2011マイクアンプ部品セット製作の紹介

今回は先に掲載したTW-141マイクアンプキットの代替と思われるMA-2011マイクアンプ部品セットがNETで販売されていることを知り、友人が購入し、そのセットに少し改造を加え製作したので以下の通り紹介する。(製造中止のTA-2011Sが同梱していました。)
今回製作したMA-2011マイクアンプキット回路はTW-141マイクアンプ回路に比べ部品をいくつか省略している。詳細は別として基本的にはマイクアンプとしては問題ないようであるが、無線機に接続するマイクアンプとした場合、廻り込み対策などが必要になってくるでしょう。興味ある方は購入されてみてはどうでしょうか?

今回の製作は以前から押入れに置いて入れてあったKENPROのKP-12A(スピーチマイクアンプ)を活用して、プリント基板に搭載している全部品を排除し、そのケースとプリント基板、フロントパネルに取り付けてあるメーターおよび入出力ボリウム、電源部を活用し製作してみた。

1)KP-12A基板部品(電源部は除く)を排除した状態(安定化するため三端子レギュレータ追加)
KP-12プリント基板

2)全体の回路図(電源部、マイクアンプ部、メーター駆動部)
メーター駆動回路はあくまでもマイクアンプが動作しているかを確認する為のものとして取り付けてあるので、メーターの応答性、感度などは無視して取り付けている。また、この回路ではマイク入力側にボリウムを入れて可変出来るようにしている。
全体回路図

3)部品をプリント基板に取り付けた様子。
プリント基板のサイズが大きいためマイクアンプだけではサップウケイである。
TA2011S内蔵化

4)メーター駆動回路を小亀基板として取り付けた様子
小亀基板

5)全面パネル面
動作している状態であるが、残念ながら指針の動いている様子は小生のカメラでは捉えることは出来ませんでした。本来であればパネルデザインもオリジナルにすべきであったが、今回はKP-12のままで製作完了した。
入力側にボリウム取り付けることで、アンプの出力変化をなだらかにすることが出来、さまざまな無線機に容易に取り付けることが可能となった。あなたもチャレンジしてみてはどうですか?
メーター動作中
2012-12-20 : 自作記事 :
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22)MC-60マイクスタンドへマイクアンプ内蔵化の紹介

今回紹介するのは過去にKENWOODから発売されたMC-60+マイクスタンドへマイクアンプを内蔵し、音声の忠実度を上げる目的で出来るだけマイクには『かぶりつかず』自然の状態でオペレーション出来ることを狙いとしています。
マイクゲインが少し不足ぎみだなあ~。という方は是非、以下紹介する内容に類似した方法でトライされてみてはどうでしょうか?
接続する無線機のマイクアンプ利得にもよりますが、マイクゲインが低く、どうしてもマイクにかぶりつくようなことはありませんか?ここで紹介するマイクアンプは入力を平均化して,遠くの音(小さい音)はレベルを上げて,大きな音はクリップを避けるという効果があると言われています。今回接続した無線機はTS-790(V/UHF)であるが、他の機種への応用も容易に可能で、基本的には無線機側から電源供給を行っている。マイクアンプはキットで販売されていたTW-141基板(TA2011S製造中止でキットも中止)をベースにし、一部、定数変更も行っている。
TA2011Sは製造中止でありますが、これに類似したICは他にもあるようですのでwebで検索してみて下さい。

小生がwebで調べた範囲ではTA2011Sと互換性あるものとしてSA2011(Silan)があり、パーツキットとして他社から販売されているようです。

1)内蔵したアンプの回路図
電源は+8Vを供給し、C4を10uF(オリジナル)から47uFへ変更し、ALC ON/OFF回路を設け、利得はおおよそ47dbでMC-60の簡易的なマイクアンプとしては充分である。
MC-60内蔵アンプ回路図

2)内蔵アンプ動作概要
今回、採用したキット基板に搭載しているTA2011Sは,ALC回路を内蔵していて,特徴としてオートレベルコントロールとでもいうのでしょうか・・・入力を平均化して,遠くの音(小さい音)はレベルを上げて,大きな音はクリップを避けるという効果があると言われています。データシート上で利得として47dB。6ピンをグランドに接続するか、否かでALCの切り替えが可能であるというので、ALC on/off スイッチを設けた。
大声を出しても音が割れず、音に艶が出る。いずれの場合も特性を良く考えてレベル調整することで多大な効果が得られることを実感しました。

3)マイクアンプ内蔵したMC-60+マイクスタンド
MC-60.jpg

4)マイクアンプ取付けた様子(裏ぶたはずした状態)
基板取り付け状態

5)MIC GainとALC 切り替えスイッチ取付けた様子
追加部品の箇所

6)マイクゲイン調整のコツ
無線機本体へ接続して調整する方法はいくつかあるが、
①まず最初にALC ON/OFF スイッチはON状態(上側)にする。
②マイクケーブルを無線機に接続して、近くに他の無線機がある場合はモニターして聞いてみることが肝要です。
③近くにモニターする無線機が無い場合は、MIC Gainの方向位置を1時から3時の間にセットしてローカル局に聞いていただきながらボリウム位置の調整し、設定することが望ましい。(MIC Gainの設定は12時方向の位置が最低)

※本来であればボリウム定数を変更し、もう少しラフに設定出来るようにすべきであるが、今回は基板キットオリジナル定数とし、利得は10db程度あれば充分なので2時の方向程度の位置で良いと思われます。(但し、TS-790以外の機種を接続する場合はその都度、調整する必要が生じる)
2012-11-11 : 自作記事 :
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9)SSM2019M+エキスパンダ-の製作

今回は過去に製作しましたエキスパンダーとSSM2019M(バランスアンバランスヘッドアンプ)の組み合わせでダイナミックマイク接続する為のマイクアンプを製作した。エキスパンダー基板を活用し、その基板の上に小亀を乗せてある。
SSM2019Mヘッドアンプは入力側一回路を犠牲にして、OP.AMP増幅用として採用した。無線機のMIC GAIN不足している場合はこのようなものが重宝する。現在、TS-940に接続し、主に移動用無線機として活躍している。


1)今回製作したSSM2019M+エキスパンダ-の全体
20100617173247.jpg

2)マイクアンプヘッドアンプ小亀アップ部分
20100617173505.jpg
2010-06-17 : 自作記事 :
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8)バランス・アンバランスマイクアンプ製作

今回製作したマイクアンプはCQ誌2010年4月号へJA1BBP早坂氏が掲載した内容のものをアレンジして製作したものである。
今回製作して解ったことは、PS400ファントム電源購入時、付属していましたACアダプター電源容量が若干小さめであったせいか12Vラインにリップル≒200mvが発生し、異常なハム音が発生した為、少し容量の大きめのものに交換したら解消した。(その後の調べでリップルはファントム電源からの誘導で+12Vラインにチョークコイルを入れると良いことが解った。)

尚、記事の原本はコンパクトにまとめているようですが、私はファントム電源(PS400)を加工せず、別のケースに回路基板とPS400を取り付けている。現在、VHF無線機に取り付けし、FMのQSOで楽しんでいるが、中々、快調です。

1)ケース加工しPS400が取り付けられた状態
20100331205055.jpg

2)プリント基板製作状態(左:部品面 中:半田面 右:CAD化基板)
20100331205527.jpg20100331205321.jpg20100403110833.jpg

3)プリント基板のパターン図(半田面から見た図)
 20100331210035.jpg

4)完成した状態(未カバーですが・・・)
20100331205757.jpg
2010-03-31 : 自作記事 :
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7)簡易モニターの製作

今回製作した簡易モニターは電波を発射している時、無線設備が正常に動作しているかの目安としてモニターする回路(自分の声が聞こえる)とそれに伴い、付属しているVUメーターが動作するようにしている。更に今回製作した簡易モニターの特徴は、受信時、リレーで切り替えて受信音がヘッドフォーンで聞けるようにしている。また、電源回路は手持ちのオーディオ用トランスを採用している。
1)正面の写真
基本的にはVUメーターで監視している。中央右側の下にあるのが無線設備切り替えスイッチで、今回は三台のモニターが出来るようにしている。その隣にある黒いツマミはモニターレベルをコントロールするものです。
20100312101258.jpg


2)内部の写真(制御部中心)
この基板は下記掲載の通り、片面基板をエッチングし製作している。よって比較的コンパクトに仕上がっている。放熱板は三端子レギュレータのものでもうちょっと小型でも良かったかも。。。。右上側の黒いものは送信、受信の切り替えの為のリレーである。

20100312101409.jpg

3)電源部含めた写真(全体)
今回は誘導ハムなどを拾うことを嫌い、ちょっと高価なトランスを採用してみた。普段はこのようなトランスを使わないのですが、ジャンク箱に眠っていたもので何とか日の目を見るようにしてあげた。

20100312101458.jpg

4)今回製作したパターン図(パター面から見た図)
とにかく手造りなので不明な点も多いが、身近で製作するにはこれが一番です。
20100312110845.jpg
2010-03-12 : 自作記事 :
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6)Expander no-2の製作

先に製作した1号機に対し回路をシンプル(HPF及び外部の調整箇所最小限)にし、プリント基板本体はJA7BJP富樫氏の協力でCAD作図したパターンをエッチング。電源回路基板はパターン数が少ないので、銅箔部分をルーターで削りパターンを形成させた。これからはこの方法も良いかもね。

■正面からの写真
ロータリースイッチの配線は未。向かって左側がACアダプター二個で±12Vを供給している。トランスとかダイオード、コンデンサー関係で形成するよりはるかに安価である。中央部は三端子レギュレーターで±9.0Vとして電源電圧の安定化を図っている。右側がエキスパンダープリント基板である。
20100127131142.jpg

■上からみた様子。
20100127131244.jpg

■今回トライしたCADによるパターン図(数箇所変更した部分も見えている。)20100127131619.jpg

■CADで作図したパターンエッチングの様子。
さすがにCADで作図したパターンはきれいですね。20100127131328.jpg

■±9.0V電源組立ての様子。
20100127131417.jpg

■±9.0V電源部のパターン形成の状態
パターンエッチングするとエッチング液の処分でその都度、どうするか思考するが、今回は100円ショップなどで売っているルーターを使ってパター形成してみた。体裁は良くないがパターン本数が少ないとか、搭載部品が少ないときなど更に時間に余裕ある時などはこの方法も良さそうである。(ちょっと根気が要りますね。)
20100127131507.jpg
2010-01-27 : 自作記事 :
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4)Expander no-1の製作

私の友人から某局が考案したエキスパンダー(俗に言うノイズゲート)回路の提供があり、その回路図へ自分なりに編集し直しをして、基板はエッチングするなどして組み付けて、調整し、現用として動作させている。ここに紹介するのは良好に動作しているようだ。

■上面からの写真
20100123152403.jpg
左から電源部・・・±電源を使用する為、ACアダプター二個使用し、三端子レギュレータで安定化を図っている。
中央部・・・三端子レギュレータ(AVR)
右側・・・・エキスパンダー本体。上面の亀基板はHPF


■今回エッチングトライしたプリント基板と部品取り付け状態
20100123151848.jpg

■エッチングパターン(手作り二倍寸→原寸に変更)
20100123152007.jpg
2010-01-23 : 自作記事 :
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2)Maxim7403活用 LPF

SSBの帯域幅を制御出来るLPF(ローパスフィルタ)製作。
今回はMaxim7403と秋月LTC1799キットの組み合わせで2.7-2.8-2.9-3.0KHZに可変出来るLPFを製作してみた。
このLPFはマイク回路へ挿入することでサイドの拡がりを制御できる効果がある。更に基準となる発振周波数を上げることで、オーディオ回路へ挿入し、混信を低減することが出来そうである。(混信低減は実験未)


■完成した状態の写真
20100122144130.jpg

■上カバーを外し、上部からの様子
20100122144251.jpg

■基板に部品取り付けた様子(自前で基板はエッチング)20100122144412.jpg
2010-01-22 : 自作記事 :
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1)128KHZ メカフィル採用 455KHZ出力SSBジェネレータ

過去にローカル局からQSYしていただいた128KHZメカフィル(F社製)が机の中から出てきた。しばらく机の中に眠っていたが、時間的に余裕も少し出てきたので、部品集めから開始し、組み付け、調整を終えてようやく使えるレベルになった。

■概要
基本的には128KHZキャリアーと音声信号をバラモジ通し、その信号と455KHZを混合し、LSB、USB波を無線機のIF段に送り込む方式である。今回、LSB、USB信号の安定化を目的に秋月のDDS(二枚)と128KHZの発振に金石社の水晶発振子を使用した。更に最終段の出力部分に455KHZのセラミックフィルターを採用した。

今回使用した無線機はTS-450。背面にDSP端子があり、外部コマンドでこのDSP端子(本来はDSP-100が接続)を使えるようし、IF段にSSBジェネレーターの信号(LSB、USB波)を注入し、現在、楽しんでいる。


■上カバーを外した全体写真
向かって左側から電源部、中央がDDSによるLSB.USBの455KHZ信号発振部、右側がジェネレーター部

SSBジェネレーター全体

■電源部とDDS部の拡大
電源部、DDS部

■128KHZ発振部とMFジェネレータ部
発振部、ジェネレータ部
2010-01-21 : 自作記事 :
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