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2019年2月11日 (月)

LTSpiceで1石スーパーラジオを検証。ただいま勉強中(4)

ネットで一石トランジスタラジオを検索すると、 https://電子うさぎ.com/ というHPに
1石スーパーなるものが掲載されておりました。
えっ!、たった1個のトランジスタで、そんなことできるの?
と思うと、シミュレーションの虫がうずうずとしてきました。
そこで色々と調べてみると、他にも動作原理や制作例が存在することを知りました。
で、電子うさぎ様で紹介されていた回路図と、これもネットで知った、

・古橋 武先生の論文「LTspiceによる混合回路の シミュレーション」
・ふじひら・ゆうじ先生のワールド・ウェブ・ブックス「ラジオで学ぶ電子回路」

を参考に、シミュレーションしてみることにしました。

なんせ理論知らずにやったので、かなり苦労しました。
先ず、LTspiceで表した回路図です。
Photo

とにかく苦労したのが、OCSとIFTの定義をどうするかでした。
パーツや容量は電子うさぎ様の回路図に使われている値を使用することに
したのですが、OCSとIFTについては、先ずそれらのパーツが何かを理解する
ことから始めたので非常に時間がかかりました。
正直、今でも理解は殆ど出来ていないです。
それはさておき、ネット上で調べたデーターシートにあったOCS(赤)とIFT(黒)の
巻線比率から

 OCS:周波数特性を見ながら試行錯誤と巻線回数比でザックリ算出
 IFT:古橋 武先生が論文で使われてた計算式で算出

してみました。
それが、回路図上に記述された数値です。

それではシミュレーションスタート・・・とはなりません。
ダイオード(BAT43)とトランジスタ(2SC1815GR)の.model定義が必要です。
これはググると直ぐに見つかりました。
ただ、ググった2SC1815GRだと、何故か結果が悲しいことになり、結局、
2SC1815の定義を使っています。
(出力は大きいですが、とにかく期待した波形にならない・・・)

では、シュミレーション結果です。

シミュレーションで使用した搬送波は776.5KHzとしました。特に意味はありません。

OUTでの周波数特性。
Photo_2
中間周波数のの455KHzでピーク、1231KHzのところにマイナスのピークがあります。
1231=776.5 + 455
ということで、一応、計算通り。

シミュレーション結果。
Photo_3
下から上に順番に、
緑:検波したいオーディオ信号(1000Hzと3000Hzの正弦波を合成)
赤:776.5KHzで変調した放送波(のつもり)
桃:OCS(L5)での発振している様子
Fft_ocs
FFTを見ると、1231KHzで発振しているのが確認できました。
灰:ダイオード手前の状態
かなりノイズが混ざっていますが、455KHz、1231KHzさらに驚いたことに
1000Hzと3000Hzに若干のピークも確認できました。
Fft_d

そして、一番上が復調した音声信号です。少し悲しいかなあ・・・

まあ、気持ちは分かってあげられそうです。

ざっくりですが、入力の電波(に似せたやつ)を、とりあえず、10mVの振幅に
しています。これがどの程度の電波の強さに相当するかは分かりません。
ただ、その結果の出力は15mVほどの出力電圧差の波形となっています。
セラミックイヤホンであれば聞こえる出力です。

また、この回路というのか、この1石スーパーですが、選択度(分離)は素晴らしい
性能だと思います。まあ、スーパーヘテロダインなので当然ですが。
入力の搬送波の周波数を 776.5KHz から 766.5KHz に、10KHz変化させただけで
こんなに出力が変化します。ビックリ仰天
Photo_4
(赤がもともとの776.5KHz、緑は10KHzずらした結果)
いつか実際に作ってみたいなあと思いました。

動作原理の理解までは至っておりませんが、ここ何日か、試行錯誤をして
楽しむことができました。

本当に奥が深いです。

ではまた。

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