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2017年4月

2017年4月29日 (土)

FMゲルマラジオを実験してみました(1)

ウンともスンとも言わないゲルマラジオの件で、いろいろとゲルマラジオの作り方を
検索するとFMゲルマラジオの制作例がヒットします。
基本的にゲルマラジオと同じ回路で周波数変調された電波を検波できるそうです。
その制作例の中で、ハンドルネーム : CRL様の「ゲルマラジオの試作工房」に、
FM波の検波回路としてフォスターシーレー方式の検波回路を使ったゲルマラジオの
試作について詳しく解説をされています。
ここに示された回路図を参考に画像のようなものを作ってみました。
Img_1243
もっと簡単にブレッドボード上に組むつもりが、段々とすごいことになってしまって、
画像のようにユニバーサル基盤上に組んでみました。
(裏面の配線は酷い状況なのでお見せできません・・・(T_T)  )
そこにFMトランスミッターで、iPhoneから音楽を飛ばしてみました。
Img_1250_2
(これを使いました)
あまり気にしていませんでしたが、このトランスミッターは88.1~107MHzの電波を
出すので、海外仕様の製品かもしれませんね。
で、結果として、この装置を基板上にあるコイルの部分に接触させると、なんとiPhone
からの再生音がクリスタルイヤホンから聞こえました。
そこで、我が家(マンション)の壁に付属しているTVアンテナ端子から同軸ケーブルで
接続してみました。(これは、FMチューナーに接続すると、綺麗に聞こえるからです。)
Img_1246
結果としては「ビューン」という雑音が入りますが、それに加えて一つだけ放送が
受信できました。
ただ、残念なのは音が歪んでいることと雑音がひどいことです。
しかし、こんなラフな装置でFM波を検波できたのは驚きです。
ひとまずは実験はここまでとして、別の機会にはAM波と同じ検波回路で本当に
受信できるのか、確かめてみたいと思います。





2017年4月 2日 (日)

ゲルマニウムラジオについて その1

いつのまにか内容がオーディオから離れてますよね。
なので、タイトルを変えました。
例のウンともスンとも言わない自作ゲルマラジオの件です。
キットには基本部品が付属しています。
Img_1195
で、これだと受信用のコイルと出力用のイヤホンが無いので、
その部分は自分で用意することになります。
例えば、私は元のキットの形に似せて、画像のようにした訳です。
Img_1231
こうしておけば、インピーダンスが異なるコイルのタップ線を
つなぎ変えたり、イヤホンの代わりにアンプにつないだりできると
思ったからです。
そして結果はウンともスンとも言わないラジオが完成しました。
接続できるゲルマラジオ用アンテナが手当できないのだから、
どうしようもないのですが、せめて、機能できる状態かどうかくらいは
知りたくて散々いじっていたら、偶然に、デスクトップパソコンと、
ノートパソコンが使用中だと、「ギューン」という音の雑音を拾う
(受信する)ことが分かりました。
(他の電気製品には今のところ全く反応してくれませんが・・・)

しかし、まあ、これでアンテナさえあれば何等かの放送を受信できる
かもしれません。少し希望が出ました。
どこか、アンテナ線を張っても迷惑にならないところで実験したいですが
どうも思いつかなくて・・・

まあ、せっかくなので、気長に考えてみます。

2017年4月 1日 (土)

私のオーディオ原点 その4

前回作成したゲルマラジオは未だにウンともスンとも鳴りません。
まあ、それはさておき、中学生の頃、自分で銅線を巻いてコイルを自作して
ゲルマラジオを鳴らしたことを思い出しました。
何かの本で調べて、ずいぶん苦労して計算した記憶があります。
で、今はExcel VBAという超便利なツールがあります。
古い記憶と、Excel関数研究会様の作られた近似関数を元に、文末のような
関数を作成し、ユーザ関数としてExcelに登録しました。
そうすると、画像のようなことが簡単にできます。
Photo
この例は、indactance(半径、コイル長、巻き数、比透磁率)という関数を作って
G2にインダクタンスの計算結果を返しています。
 ※ピンクを入力すると黄色いところを計算する。
で、合わせてAM放送の波長帯に共振するためのバリコン容量を計算させています。
 ※グラフで示すと赤と青の曲線それぞれが、緑線と交わるところの値が
   AM放送受信に必要となるバリコンの容量を示します。
   この例ではコイルのインダクタンスが314μHとなり、その場合、使用する
   バリコンは31~291pFの容量変化が必要となります。
興味のある方は文末のソースをご参考にしてください。
あと、コイルの容量が決まったら、AM放送の受信に必要なバリコン容量を求める
関数も2つ書いてあります。(計3つの関数)

今度、このプログラムで計算した通りにゲルマラジオ作ってみようと思います。

何か、オーディオが全く関係無い投稿となりました。すいませんです。
---------------------------------------------
Function Indactance(r As Variant, l As Variant, n As Integer, mu0 As Variant)
'コイルの半径、長さ、巻き数、比透磁率からインダクタンスを算出
pi = 3.14159265359   '円周率
r = r / 10 ^ 2       '半径 m⇒cm変換
l = l / 10 ^ 2       'コイル長 m⇒cm変換
mu = 4 * pi * 10 ^ (-7)    '真空透磁率
mu0 = mu0 * mu    '比透磁率 ⇒透磁率置き換え
k = 1 / Sqr(1 + (l / (2 * r)) ^ 2)
k2 = k ^ 2
' 第1種完全楕円積分関数の近似式
Select Case k2
  Case Is >= 0.9
    ellipticK = -1 * (Log((1 - k2) / 16) * (1 + ((1 - k) / (1 + k))) * (1 + 0.25 * ((1 - k) / (1 + k)) ^ 2 _
                + 0.140625 * ((1 - k) / (1 + k)) ^ 4 + 0.09765625 * ((1 - k) / (1 + k)) ^ 6 _
                + 0.07476806640625 * ((1 - k) / (1 + k)) ^ 8 + 0.060562133789063 * ((1 - k) / (1 + k)) ^ 10 _
                + 0.050889015197754 * ((1 - k) / (1 + k)) ^ 12 + 0.043878793716431 * ((1 - k) / (1 + k)) ^ 14 _
                + 0.038565346039832 * ((1 - k) / (1 + k)) ^ 16 + 0.034399336436763 * ((1 - k) / (1 + k)) ^ 18 _
                + 0.031045401134179 * ((1 - k) / (1 + k)) ^ 20 + 0.028287235330936 * ((1 - k) / (1 + k)) ^ 22 _
                + 0.025979075503585 * ((1 - k) / (1 + k)) ^ 24 + 0.024019115665297 * ((1 - k) / (1 + k)) ^ 26 _
                + 0.022334101173471 * ((1 - k) / (1 + k)) ^ 28 + 0.02086997676321 * ((1 - k) / (1 + k)) ^ 30) / 2) _
                - (0.25 * (1 - k2) ^ 1 + 0.1640625 * (1 - k2) ^ 2 + 0.120442708333333 * (1 - k2) ^ 3 _
                + 9.48842366536458E-02 * (1 - k2) ^ 4 + 7.82020568847656E-02 * (1 - k2) ^ 5 _
                + 6.64824962615967E-02 * (1 - k2) ^ 6 + 5.78063777514866E-02 * (1 - k2) ^ 7 _
                + 5.11277645793078E-02 * (1 - k2) ^ 8 + 4.58295358550949E-02 * (1 - k2) ^ 9 _
                + 4.15245529572978E-02 * (1 - k2) ^ 10 + 3.79578436926501E-02 * (1 - k2) ^ 11 _
                + 3.49547161709425E-02 * (1 - k2) ^ 12 + 3.23915049813948E-02 * (1 - k2) ^ 13 _
                + 0.030178226673021 * (1 - k2) ^ 14)
  Case Else
    ellipticK = pi * (1 + 0.25 * ((1 - (1 - k2) ^ (1 / 4)) / (1 + (1 - k2) ^ (1 / 4))) ^ 4 _
                + 0.140625 * ((1 - (1 - k2) ^ (1 / 4)) / (1 + (1 - k2) ^ (1 / 4))) ^ 8 _
                + 0.09765625 * ((1 - (1 - k2) ^ (1 / 4)) / (1 + (1 - k2) ^ (1 / 4))) ^ 12 _
                + 0.07476806640625 * ((1 - (1 - k2) ^ (1 / 4)) / (1 + (1 - k2) ^ (1 / 4))) ^ 16 _
                + 0.060562133789063 * ((1 - (1 - k2) ^ (1 / 4)) / (1 + (1 - k2) ^ (1 / 4))) ^ 20 _
                + 0.050889015197754 * ((1 - (1 - k2) ^ (1 / 4)) / (1 + (1 - k2) ^ (1 / 4))) ^ 24 _
                + 0.043878793716431 * ((1 - (1 - k2) ^ (1 / 4)) / (1 + (1 - k2) ^ (1 / 4))) ^ 28 _
                + 0.038565346039832 * ((1 - (1 - k2) ^ (1 / 4)) / (1 + (1 - k2) ^ (1 / 4))) ^ 32 _
                + 0.034399336436763 * ((1 - (1 - k2) ^ (1 / 4)) / (1 + (1 - k2) ^ (1 / 4))) ^ 36 _
                + 0.031045401134179 * ((1 - (1 - k2) ^ (1 / 4)) / (1 + (1 - k2) ^ (1 / 4))) ^ 40 _
                + 0.028287235330936 * ((1 - (1 - k2) ^ (1 / 4)) / (1 + (1 - k2) ^ (1 / 4))) ^ 44 _
                + 0.025979075503585 * ((1 - (1 - k2) ^ (1 / 4)) / (1 + (1 - k2) ^ (1 / 4))) ^ 48 _
                + 0.024019115665297 * ((1 - (1 - k2) ^ (1 / 4)) / (1 + (1 - k2) ^ (1 / 4))) ^ 52 _
                + 0.022334101173471 * ((1 - (1 - k2) ^ (1 / 4)) / (1 + (1 - k2) ^ (1 / 4))) ^ 56 _
                + 0.02086997676321 * ((1 - (1 - k2) ^ (1 / 4)) / (1 + (1 - k2) ^ (1 / 4))) ^ 60) _
                / (1 + Sqr(1 - k2)) * (1 + ((1 - (1 - k2) ^ (1 / 4)) / (1 + (1 - k2) ^ (1 / 4))) ^ 2)
End Select
' 第2種完全楕円積分関数の近似式
Select Case k2
  Case Is >= 0.9
    ellipticE = 1 + Log(16 / (1 - k2)) * (0.25 * (1 - k2) ^ 1 _
                + 0.09375 * (1 - k2) ^ 2 + 0.05859375 * (1 - k2) ^ 3 _
                + 0.042724609375 * (1 - k2) ^ 4 + 3.36456298828125E-02 * (1 - k2) ^ 5 _
                + 2.77576446533203E-02 * (1 - k2) ^ 6 + 2.36270427703857E-02 * (1 - k2) ^ 7 _
                + 2.05681845545769E-02 * (1 - k2) ^ 8 + 1.82114134076983E-02 * (1 - k2) ^ 9 _
                + 1.63396848074626E-02 * (1 - k2) ^ 10 + 1.48171232685854E-02 * (1 - k2) ^ 11 _
                + 1.35543002627401E-02 * (1 - k2) ^ 12 + 1.24899401459544E-02 * (1 - k2) ^ 13 _
                + 0.011580645052911 * (1 - k2) ^ 14) _
                - (0.25 * (1 - k2) ^ 1 + 0.203125 * (1 - k2) ^ 2 + 0.140625 * (1 - k2) ^ 3 _
                + 0.106913248697917 * (1 - k2) ^ 4 + 8.61434936523438E-02 * (1 - k2) ^ 5 _
                + 7.21057891845703E-02 * (1 - k2) ^ 6 + 6.19933843612671E-02 * (1 - k2) ^ 7 _
                + 5.43648806799735E-02 * (1 - k2) ^ 8 + 4.84063620595927E-02 * (1 - k2) ^ 9 _
                + 4.36240574034321E-02 * (1 - k2) ^ 10 + 3.97012166681937E-02 * (1 - k2) ^ 11 _
                + 3.64253766556837E-02 * (1 - k2) ^ 12 + 3.36487345955861E-02 * (1 - k2) ^ 13 _
                + 3.12653021448977E-02 * (1 - k2) ^ 14)
  Case Else
    ellipticE = pi * (1 + Sqr(1 - k2)) / 4 * (1 + 0.25 * (k / (1 + Sqr(1 - k2))) ^ 4 _
                + 0.015625 * (k / (1 + Sqr(1 - k2))) ^ 8 + 0.00390625 * (k / (1 + Sqr(1 - k2))) ^ 12 _
                + 0.00152587890625 * (k / (1 + Sqr(1 - k2))) ^ 16 + 7.476806640625E-04 * (k / (1 + Sqr(1 - k2))) ^ 20 _
                + 4.20570373535156E-04 * (k / (1 + Sqr(1 - k2))) ^ 24 + 2.59637832641602E-04 * (k / (1 + Sqr(1 - k2))) ^ 28 _
                + 1.71401537954807E-04 * (k / (1 + Sqr(1 - k2))) ^ 32 + 1.1902884580195E-04 * (k / (1 + Sqr(1 - k2))) ^ 36 _
                + 8.5998341091909E-05 * (k / (1 + Sqr(1 - k2))) ^ 40 + 6.4143390773097E-05 * (k / (1 + Sqr(1 - k2))) ^ 44 _
                + 4.9109783560652E-05 * (k / (1 + Sqr(1 - k2))) ^ 48 + 3.8430585064475E-05 * (k / (1 + Sqr(1 - k2))) ^ 52 _
                + 3.0636627124103E-05 * (k / (1 + Sqr(1 - k2))) ^ 56 + 2.4815667970524E-05 * (k / (1 + Sqr(1 - k2))) ^ 60 _
                + 2.0380836682823E-05 * (k / (1 + Sqr(1 - k2))) ^ 64 + 1.6942892778713E-05 * (k / (1 + Sqr(1 - k2))) ^ 68 _
                + 1.4236736293224E-05 * (k / (1 + Sqr(1 - k2))) ^ 72 + 1.2077563683656E-05 * (k / (1 + Sqr(1 - k2))) ^ 76 _
                + 1.0333865426829E-05 * (k / (1 + Sqr(1 - k2))) ^ 80 + 8.91032274048E-06 * (k2 / (1 + Sqr(1 - k2)) ^ 2) ^ 84)
End Select
'長岡係数
kn = (4 / (3 * pi * Sqr(1 - k2)) * (((1 - k2) / k2) * ellipticK - ((1 - 2 * k2) / k2) * ellipticE - k))
'インダクタンスを返す。単位はμHに変換
Indactance = Round((kn * mu0 * pi * r ^ 2 * n ^ 2) / l * 10 ^ 6, 0)
End Function

 

Function CpF_H(l As Integer)
'コイルのインダクタンスL(μH)において、526.5KHzの共振に必要なコンデンサ容量(pF)
pi = 3.14159265359
CpF_H = Round(1 / ((2 * pi * 526500) ^ 2 * l * 10 ^ (-12)) * 10 ^ 6, 0)
End Function

 

Function CpF_L(l As Integer)
'コイルのインダクタンスL(μH)において、1605.5KHzの共振に必要なコンデンサ容量(pF)
pi = 3.14159265359
CpF_L = Round(1 / ((2 * pi * 1606500) ^ 2 * l * 10 ^ (-12)) * 10 ^ 6, 0)
End Function

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