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2018年1月

2018年1月13日 (土)

LTSpiceでFMゲルマラジオをシミュレーション(3) の訂正投稿

申し訳ありません。
先般投稿した記事でダイオード4個のゲルマラジオでFM波を3V差で復調したと
お知らせしていましたが、大間違いでした。
【正】mark=82.8megHz space=82.6megHz
とすべきところを
【誤】mark=82.8megHz space=81.6megHz
としてしまい、200KHzの周波数変調幅ではなく、1200KHz幅でのシミュレーションを
していました。
ここに訂正させて頂きます。
実行結果は
4_
ということで、ピンクのグラフが共振した状態の時で、約0.8V差での復調が確認
できました。
これでも十分な値だと思います。

どうもお騒がせしました。

2018年1月 8日 (月)

LTSpiceでFMゲルマラジオをシミュレーション(4)

肝心なことを忘れていました。

以前、レシオ検波というものをネット上で回路図を見つけ、それをマネした
つもりで作ったFMゲルマラジオが、2つのダイオードを同じ方向に接続
した方が感度が上がるという結果になりました。
それをシミュレーションしてみました。
先ずは実際に作った回路図から。
__2
これを実際に組み立てています。(但し、実機にはC6は接続していません)
この状態でも実機はブースターに接続すればそれなりに受信します。
(画像参照。右側の基板がFMゲルマラジオ、左はブースターです。)
Photo_2
また、TVアンテナケーブルを直結すると、さすがに受信は困難ですが
何か音はする程度の受信はしています。
また、この回路の周波数特性は、
__
出力端子で電圧を見ると上側の良くわからない状態。一応は共振する周波数が
ありそうな感じで、下半分の緑色のグラフはc1に掛かる電圧です。

で、共振している状態で復調した出力をシミュレーションしました。
___2
なんだか全くわからない状態です。
良くみると、電圧の単位がnVとなっています。ミリでもマイクロでもなく、ナノボルト、
つまり、殆ど電圧は発生していない状態です。

で、少し文献などを調べました。
基本的に上記回路はレシオ検波回路とは呼べないのでは? と考えるに至りました。
レシオ検波の場合、周波数特性としてS字特性になるそうですが、どこをどう測定
してもそのような結果は得られません。
ちなみにこの回路のダイオード(D2)を消してシミュレーションを実行すると、何と、
僅かですが、復調します。さらに、D2をD1と同じ向きにすると、
___
確かに赤い正弦波(入力の低周波)と位相は逆転しますが、復調しています。
これらの事象から、全くの私の想像ですが。
ダイオードが1個の場合⇒スロープ検波では?
ダイオード同じ向き   ⇒不完全なフォスターシーレ検波では?
と考えたしだいです。
レシオ検波というのは設計とか調整が凄く難しいらしいので、当方のような
電子工学の知識皆無のど素人がチャレンジするには少しハードルが高いの
だと思いました。

また、改めてチャレンジしてみたいと思います。

(詳しい方おられましたら、回路図教えて頂けると嬉しいです・・・)

LTSpiceでFMゲルマラジオをシミュレーション(3)

またまた、FMゲルマラジオをシミュレーションしてみました。
http://www.geocities.jp/side2949be/LTspice_2.html で紹介されていたFM検波回路を
できるだけオリジナルに忠実に再現しつつ、76MHz~90MHzが受信できないか検討
してみました。
色々と値を調整して、回路は次のようにしています。
_4d_2
L1~L3は、あくまで計算値です。
想定したのは、
・1ミリ銅線を使用
・直径1センチ(単四電池に巻くと良い)、6回巻きを1.3~1.4センチ程度の長さに整える
・同じものをもう一つ用意する。
・どちらか一方は中間タップを出す
と考えました。これを計算すると上記の数値になります。(合ってるかは自信無し)
また、結合係数は全くの適当です。おそらく、L3をウレタンメッキ線にして、2つのコイルを
絡み合わせるようにすると上の様な値になると勝手に想像しました。
で、バリコンは20PFのものを使用します。
この回路の周波数特性を見ると、C2のコンデンサー容量が2pF、11pF、20pFと
変化させると下記のようになりました。
共振周波数で見ると76MHz~90MHzをカバーしているように見えます。
(11pFの時の共振周波数は82.7MHzのようです)
_4d_1
この状態で、バリコンに相当するC2の容量を7pF、9pF、11pFと変化させて、
出力を比較したのが下記です。
_4d_
驚いたことに、共振状態となる11pFの場合、約3Vの電圧差で復調しています。
少々容量がずれても0.5V程度の電圧差で復調しているので、この回路を実際に
作ってみると、感度は良いけど分離はいまいち、という結果になりそうです。
それにしてもこの結果には驚きました。いままでの回路とはケタ違いの感度です。
ちなみに出力波形のFFT解析は次のようになりました。
_4d_fft
C2のいずれの容量に対しても同じ波形です。
1000Hzに対して2000と3000Hz、その他の波形がノイズとして混ざってます。
なので、音質は歪みがあるかもしれません。
まあ、細かいことは無視して、いつか実際に作って性能を確認したいと思いました。

ではまた。

2018年1月 3日 (水)

LTSpiceでFMゲルマラジオをシミュレーション(2)

以前の投稿記事「FMゲルマラジオを実験してみました(9) その2」で報告した回路を
シミュレーションしてみました。
以前と異なるのはダイオードを1N60にしたことと、周波数変調の変調幅を0.2MHzと
しました。
前は2MHzの変調幅としましたが、これだと隣の局と混信しますよね。きっと。
周波数特性としては、
1__
となりました。
85.265MHzで共振している様子です。
で、この回路ですが、4倍スロープ検波と呼ぶことにしました。
もともとは
http://www.geocities.jp/side2949be/LTspice_2.html
にあった記事を参考にさせて頂いた回路の同調回路部分を
変更しています。
1_
シミュレーション結果は上記の通りで、C2のコンデンサーですが、
緑が実際に私が使った940pFの場合で、正弦波がずいぶんと歪んでいます。
赤は容量を5nFまで増やしてみた場合のシミュレーションです。
ずいぶん綺麗になります。
蓄電と放電の関係かと思いますが、ずいぶんと変化するものですね

もし、作ってみようと思われる方は、5nFの方が良い音質が得られると予想
します。
チャレンジしてみて下さい。

では、また。

2018年1月 2日 (火)

LTSpiceでFMゲルマラジオをシミュレーション(1)

新年おめでとうおざいます。
本年もどうぞよろしくお願い致します。
さて、年も明けて早々ですが、最近取り組んでいる、
FMゲルマニウムラジオの動作をLTspiceでシミュレーション
したので報告します。
(前回タイトルの継承は止めて、今回から新タイトルとします)

昨年末にスロープ検波のシミュレーションを行いましたが、
理屈も分からず、周波数特性から共振周波数を調べました。
で、気が付いたのですが、交流周波数を出力している回路に
抵抗を直列に接続しましたが、これは、たまたま参考にした
共振回路に抵抗が入っていたのでマネをしていました。
しかし、実際にはそんなものは無いので不要なのではと考え
無い状態でシミュレーションすると、エラーになります。
どうやら、インダクターに直接接続することはダメなようです。
なので、これも理屈が良くわからないのですが、1p程度の
コンデンサーを直列に接続しています。
これは、動作をシミュレーションする際にもこちらの方が良い
結果となりますし、実際には同軸コネクタ端子が僅かながら
浮遊容量を持っているだろうと思ってそうしました。
これで、測定したところ、当然ですが、共振周波数が僅かに
異なります。
それでやり直したのが下記となります。
_
引き続き、不要と思われる抵抗は無い状態でシミュレーションしました。
Photo
綺麗に復調されました。
若干ですが、復調の効率が良くなったようです。

では、今回はフォスターシーレ検波回路についてシミュレーション
してみます。
回路図と共振周波数については、画像の通りです。
概ね、81.79MHzあたりに共振周波数があるようです。
(バリコンとして11pFとした場合)
__2

で、その周波数の上下に100KHzの幅で周波数変調さました。
結果としては次の画像の通りで、多少は正弦波にノイズが乗って
いるように見えますが、ちゃんと復調しているようです。
__3

この回路は実際に作成して東京タワー度真ん前で確認した回路です。
さすがにシミュレーションできたということなのでしょう。

理屈が分からないのは残念ですが、いろいろと遊べそうです。
また更にやってみたいと思います。

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