TRX-305の受信周波数ドリフトが発生

長らく懸案だった、すでに組み立て済みのCQ出版から発売されているフルディジタル・トランシーバーキットTRX-305(TRX-305A+TRX-305B)いじりをぼちぼち再開しました。

CQ出版 TRX-305組み立て動作例(ケース外し時)

再開の理由はTRX-305の開発がデジタルボイスレシーバーAR-DV1の開発と同じAORで、前回アイコムの外部スピーカーSP-39ADをAR-DV1と接続したときの低音不足が気になりTRX-305も同様の音質だったため、TRX-305の中身を詳しく知れば手持ちのAR-DV1の音質改善の手がかりになるかもしれないと考えたからです。

ということでまずはしばらく放置していたTRX-305に火入れをしたところ、上記のとおり電源は入りました。


次に本体とパネルのファームウェアを更新しました。適用したファームはこちらの特設サイトで公開されているRX-305MBファームウェア704AとTRX-305CPファームウェアVer.509Aです。

アップデート方法等はお手持ちのTRX-305AまたはTRX-305BのキットのCD-ROMに同梱されているのでここでは割愛します。



さてファームウェアのアップデート成功を確認後、久しぶりにTRX-305で短波受信をしてみたところ気になる症状が現れました。それは周波数ドリフトしているように見えることです。

例えば6MHz帯のラジオNIKKEIと9MHz帯の某国の日本語放送を受信すると、どちらも140kHz程度の周波数ずれを確認しました。

TRX-305で本来6.055MHzの電波受信、下のIC-R8600は比較用

TRX-305で9MHz帯の某国放送受信中

市民ラジオ無線機SR-01で送信した電波を受信するとなんと400kHz程度も！ズレがありました。

SR-01の電波をTRX-305で受信中

TRX-305にはおまけ機能としてFMラジオ受信機能もあるのですがFM放送を受信すると時間が経つにつれて200kHzずれが500kHzへ拡大してしまいました。

いずれの症状も電源を入れなおすとすぐ元に戻るのですが数回電源を入れなおしても同じ症状を繰り返しています。



これは調査が必要です。

これは推測ですが原因はスイッチング電源かADコンバーターか基準クロックのドリフトかFPGAのタイミングズレか、あるいはメインダイヤルから謎のバルスパルスを発しているのか、はたまた長時間放置したのでTRX-305のかまってちゃんオーラなのか...。

いずれにせよTRX-305MB基板の細かいチェックと場合によってはFPGAプロジェクトのチェックが必要ですね。


TRX-305の音質改善方法を調べるはずが別の問題で新たな課題が浮上してしまいました。まあ趣味なので気が向いたら調べてみます。

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TRX-305動作開始

調整にやや苦戦したTRX-305AとTRX-305Bの組み立てでしたが、何とか受信動作確認までこぎつけました。

背面の電源端子と合うコネクターはまだ探せていないため下側のケースを外し、TRX-305Aで組み立てた電源ケーブルをTRX-305MBの電源端子へ接続し12ボルトのスイッチングACアダプターを仕方なくつないでいます。送信テストは電源の関係上、まだテストできていません。受信・送信問わず本格的な運用をするにはやはり安定化電源が必須ですね。

前回音が出なかった原因はTRX-305MBのJP4の切り替えをしていなかったためでした。単純な問題だけで組み立て自体はうまくいっていたようです。



ひとまず手持ちの2.5MHzで発振する超音波加湿器をTRX-305に取り付けたアンテナへ近づけ、ノイズの増加とSメーターの触れが増減すること、FMラジオがチューニングできることを確認しました。FMラジオの感度はTRX-305MBの状態同様、市販のラジオと比べ引き続き低感度です。

トラ技2014年9月号の記事のブロック図によるとFMラジオ受信用のフィルターも装備されているためハードウェアでの感度低下はほぼないはずなので、素人的な想像ですがFPGAとDSPの高次サンプリングかフィルターを変えるかゲインを上げれば良いのかなあと勝手に解釈しています。



最新(2014年12月25日公開)コントロール・パネル・ソフトウェアの問題もいくつか見つかりました。現在気が付いたのは電源投入開始直後だけSメーターが全然触れないことと、電源を入れたとき前回電源を切る直前の状態が完全に復元されないことの2点です。

TRX-305全体の問題は電源を入り切りするとまれにコントロールパネルの表示状態と内部動作の間に乖離が生じることです。多分FPGAのコンフィギュレーション完了前にパネルがTRX-305MBと通信してしまう状況が発生するためと考えられます。例えばハンディ受信機AR8000やMVT-9000シリーズみたく電源を入れた直後パネルに「ようこそ」画面を表示させて時間稼ぎすればよいかもしれませんがデジタルカメラが0.5秒程度で起動する昨今、この方法はスマートではないかもしれません。



そんなこんなでTRX-305は送信部分を除き動作の確認がほぼできたと思います。

そもそもTRX-305はキットという性格上、時間があれば自分で改良したいなあと思いますが、個人的な興味はむしろTRX-305MBのシステム構成のためパネルソフトウェアに手を付けるのは恐らく5年以上先になるでしょう。あくまでも趣味ですから気長にやっていこうと思います。

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TRX-305メインパネル再分解

TRX-305B組み立て後メインパネルの再分解を行いました。目的はメインダイヤルのガタツキ解消です。

結論から言いますとボリューム、スケルチ、メインダイヤルの再分解には相当骨の折れる作業のため、ロータリー・エンコーダをパネル基板へ固定する六角ナット(上記写真、各ロータリー・エンコーダ根本)は組み立て時、かなりきつめに締めておくべき、ということが分かりました。

万一私と同じ症状(メインダイヤルやボリューム、スケルチつまみががたつく)が発生した場合、一旦組み立てたTRX-305をパネルユニットのみの状態に分解し、各つまみのノブを(硬いですが)とにかくまっすぐ力任せに引き抜きます。ボリュームとスケルチつまみはある程度まで引き抜き、ロータリー・エンコーダの芯が見えたら(フロントパネルのプラ板は変形してしまいますが)マイナスドライバーでこじ開ける方法が使える場合もあります。

その後電源スイッチユニットを引き抜きフロントパネルをプラスチックシートごと剥がします。この時パネル基板のタクトスイッチがプラスチックシートに粘着していますので注意深くパネル基板をゆっくり剥がしてください。その後上記写真のように各つまみのナットが見えますのでロータリー・エンコーダ根本のネジを増し締めします。

お困りの方は参考にされるとよろしいかもしれません。



パネル基板のナットを増し締めし再組み付けしたフロントパネルの様子です。

メインダイヤルがガタついてしまったおかげでプラスチックシートのメインダイヤル周囲に擦れがついてしまいました。こうならないためにもロータリー・エンコーダとパネル基板のナットの増し締めを個人的には推奨したいと思います。



話は少々変わりますがTRX-305無線機の動作確認中の様子です。TRX-305を分解し、TRX-305MBに取り付けたパワーアンプ基板の電源コネクターを外した後TRX-305Aで作成した電源コネクターを介し電源を入れてみました。パネルの向きが反対なのは分解した状態で電源を入れる場合このようにならざるを得ないためです。

見た目は良さそうですが音量最大、スケルチ最小にしてもホワイトノイズしか聴こえません。電源スイッチを入れた際のボツ音はするためTRX-305MBとスピーカーとの接続は良さそうです。そういえば電源スイッチのLEDも点灯していませんね。LEDの付け間違えやTRX-305MBのファームウェアアップデートがまだなのが原因と思われますのでコントロール・パネル・ファームウェアのアップデートも合わせて引き続き調整していこうと思います。

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TRX-305Bキット組み立てのポイント

CQ出版社から発売されたフルディジタル・トランシーバ仕上げセット[無線機ケース付き] TRX-305Bを組み立て、TRX-305無線機としてとりあえず完成させてみました。その途中、作成中に苦労した点や付属組立要領書などからは読み取りづらいと思われるポイントをいくつかご紹介します。



早速誤植の指摘です。TRX-305B組立要領書.pdf 1ページ目の部材にエンコーダ結線基板 AF-SUBとありますが、そのような基板はないため正しくはAG-SUBと思われます。



加工の最初の難関、パネル基板のカットです。
LCDと組み付けるフロントパネル基板は上部が非常に細く、折り曲げようとすると枠が破損する可能性があったため、時間は掛かりますがカッターナイフで少しずつ折り目部分を削りました。

次にパネル基板組立.pdf 5ページ、LCD取り付けです。
ピンヘッダをパネル基板へはんだ付けする部分ですが、ここは予め加工済みピンヘッダをLCDとパネル基板でサンドイッチした状態で仮組みしながらはんだ付けすると作業しやすいです。

同じくパネル基板組立.pdf 6ページ、ロータリー・エンコーダ加工ですが、写真15の線の色と説明が異なるため文章に合わせます。修正済み一部pdfがすでにこちらでドキュメント訂正として公開されていました。
また、この説明書でB-CN1/2/3が説明されていますが、そのような文字は付属基板には記載が見当たらないため、以下のように勝手に判断しました。
・B-CN1がEN1(AG-SUB)
・B-CN2がEN2(SQ-SUB)
・B-CN3がEN3(DIAL-SUB)

写真右からB-CN1、B-CN2、B-CN3です。



パネル基板組立.pdfの写真16の正しいと思われる写真を以下に示します。

写真手前左からB-CN3(DIAL-SUB)、B-CN2(SQ-SUB)、B-CN1(AG-SUB)です。

この後手順書通り miniUSB 基板の作成前にTRX-305B組立要領書.pdfへ戻っても良いのですが、先にminiUSB基板を作成すると時間短縮になります。



TRX-305B組立要領書.pdf ①-5フロントパネルにパネル基板を取り付ける手順ですが、フロントパネルに金属粉が付着しているためあらかじめティッシュなどで金属粉を除去する必要があります。あわせて、フロントパネルへはんだ付けしたパネル基板を取り付ける前にLCDの保護シートを外す必要があります。



TRX-305B組立要領書.pdf 5ページ ①-8ですがCN9をさんざん探し回ったもののパネル基板上に存在しませんでした。どうやらCN15の間違いのようです。後で気が付きましたがこちらの公式サイトに2014/12/22付けでドキュメント訂正「 (1) 電源スイッチに配線するパネル基板のコネクタ番号」の記述がありました。

電源スイッチのはんだ付けはフロントパネルがプラスチックのため、下の写真のようにヤニがフロントパネルを溶かさないよう、パネル付近に紙を置きはんだ付けするとよいと思います。

電源スイッチの絶縁キャップの装着前の状態は下記です。

TRX-305B組立要領書.pdf 5ページ ②に入る前にBPF基板とLPF基板を手順書に従いはんだ付けしておくと作業が楽です。BPF基板CQ-HF RxBPFにはRF-BPFという袋の部品3点を、LPF基板CQ-HF PALPFにはTX-LPFという袋の部品とリレーをそれぞれ使います。LPF基板のはんだ付けはT1トランスとCN8を最初に、その後リレー、コイルの順で作業するとスムースに行きます。



その後TRX-305B組立要領書.pdf 5ページ ②～③-2まで進め、パワーアンプ基板の組み立て.pdfに従い5WATT-PAという袋の部品をPA基板CQ-HF PAへはんだ付けします。

TRX-305B組立要領書.pdf ③-2の写真28はパワーアンプ基板の組み立て.pdf掲載の写真と加工穴の向きが異なりますが、TRX-305B組立要領書.pdf 写真28が正しいようです。

パワーアンプ基板組立後はTRX-305B組立要領書.pdf 12ページ ③-3から⑤-1まで進めます。



パネル基板組立.pdf 8ページのファームウェア書き込みには別途TRX-305Aで製作した電源ケーブルが必要です。これがないとファームウェアが書き込めません。電源ケーブルはTRX-305A組立時と同様、メイン基板CN10の3ピンコネクタへ取り付けます。



.....そんなこんなでTRX-305Bを組み立てTRX-305としたのがこちらです。

BNCコネクターが曲がっています。後で直そうと思います。

メインダイヤルにアクセスしたところダイヤルにガタがあり、フロントパネルと干渉し回転しなくなることがありました。さらに調整が必要でしょう。

アマチュア無線機としてパワーアンプを使用する場合はさらに調整が必要とのことですが、調整以前にリアパネルから出ている電源端子と合う2ピンの平型電源コネクターを所有していないため、残念ながら現状TRX-305無線機の電源を入れられません(笑)

パネルのファームウェア書き込み直後バックライト点灯、液晶表示とノイズ音、ダイヤルを回し周波数表示が変化したことを確認したため、組み立て自体は多分成功していると思います。



TRX-305を無線機として使うか否か考える前にまずこの電源コネクター探しから始める必要がありそうです。

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CQ出版 TRX-305B到着

CQ出版のフルディジタル・トランシーバ仕上げセットTRX-305Bが手元に届きました。

TRX-305Bはフルディジタル信号処理実験ボードTRX-305Aと組み合わせ、HF無線機として仕上げる電子工作組み立てキットです。TRX-305A組み立て時の奮闘は下にあります関連記事の項目を参照ください。

さて、届いた箱の中を開けたところ部品の多さに驚きました。

TRX-305Bの部品一式を並べた写真です。左下は比較用の単3エネループです(非付属)。

仮に個人でこれだけの部品を揃えると恐らく100万円はくだらないでしょう。それを考えますと本キットは破格ですね。



空き時間を活用しても組み立てとはんだ付け、フロントパネルソフトウェアの書き込みと調整などに2週間は掛かりそうです。これから気長に組み立てていこうと思いますが年始までには仕上げたいです。

おっと、無線機として仕上げる場合は動作確認用にダミーロードがあると便利ですね。今月23日に開催されるラジオライフ主催のお祭り、東京ペディションの帰りにでも入手しようと思います。

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TRX-305Aの「チュートリアル」を試す

前回に引き続き、CQ出版発売のフルディジタル無線機キットですが今回は無線機キットに同梱されているテキスト第3章「使ってみよう」を元に基板を動かしました。



最初はTRX-305MBの信号をAMラジオで受け音を出すチェックです。

BNCコネクターのついたケーブルをCN22につなぎ、先端のBNCコネクターに適当なアンテナや針金を付けます。スピーカーをJP2へ、スピーカーマイクも必要です。

今回アンテナは手持ちのメーカー不明フレキシブルアンテナをつなぎました。


TRX-305MBとPCをUSB接続しTeraTermでコマンドを送信し、スピーカーマイクのPTTを押すとピーという音がAMラジオから聴こえてきました。TRX-305MB基板からは送受信リレーの切り替わる音が聞こえます。

TRX-305MBからの信号は非常に弱くノイズに埋もれがちでした。基本的にAMラジオ放送さえ入れば受け手はどんなラジオでも良いのですが高感度ラジオを使うと信号がノイズにまみれてしまうため、どちらかと言えばそこそこ低感度のラジオでの動作確認がおすすめです。今回は手持ちのユピテルのMVT-9000MKIIを使いました。


スピーカーマイクで話した声をAMラジオから出す場合はスピーカーマイクの「CQ」ロゴ付近に向かって話すと変調が深くなりました。この付近にマイクカプセルが隠れているようです。

個人的な思い込みかもしれませんが、このスピーカーマイクだけを見ると古き良き20世紀を回想してしまいます.....。



次はAMラジオ放送をTRX-305MBで受信する確認です。

BNCコネクターのついたケーブルをCN22からCN19へつなぎなおし、BNCコネクターへAM放送受信用のアンテナをつなぎます。

ロッドアンテナでは厳しいAMラジオの受信もコンポやラジオレコーダーに付属のループアンテナを付けると明瞭に聴こえることがわかりました。ここではソニーのラジオレコーダーICZ-R100付属のループアンテナを下の写真のようにつないでいます。

3つ目はTRX-305MB内蔵発振器の信号をTRX-305MBで受信する動作チェックです。

CN23とCN19をケーブルでつなぎます。

よしお手持ちの個体では-12.7dBmと表示されました。

スーパーヘテロダインとCWの手順は諸事情によりスキップして、最後のFMラジオ放送の受信に移ります。
TRX-305MBは短波トランシーバーという位置づけですが高次サンプリングを使いFMラジオも受信可能なようです。

CN23とCN19をつないでいるケーブルを外し、BNCコネクターのついたケーブルをCN19へつなぎます。BNCコネクターへロッドアンテナなどの長いアンテナをつなぎます。よしおの場合はコメットの1メートル以上伸びるロッドアンテナCH-99を使用しました。

実際に受信するとポケットラジオで聴くよりも感度がよろしくありませんでした。内蔵フィルターが原因の一つかもしれませんが今後調査の必要はありそうです。


このTRX-305MBは原理的には700MHzくらいまで受信可能らしいので、更なる基板の改造でトランシーバーとしてだけでなく、広帯域受信機としても使えるかもしれません。

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TRX-305A再挑戦

前回動作確認途中となっていたTRX-305Aの続編です。

コメントでいただいた方法を参考にファームウェアを書き込み、再度コマンド送信にチャレンジしてみました。

結果はこちらのとおり・・・

無事にパソコンとシリアル通信できました。情報をくださった方に感謝！まずはひと安心です。



ただ少々気になる点が。

念のためはんだ付けした場所を60ワットのはんだごてで補修後に電源を入れるとC255の1ピンが5秒間隔、1ボルト未満の上下変動を繰り返し、発振しているような症状をテスターで確認しました。電源を入れなおすと6.18ボルトが表示されたので結果オーライですが・・・。

確信はありませんが、たまたま昇圧不良が発生したのかもしれません。



今のところ動作は安定していますから、引き続き次のステップに入ろうと思います。

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CQ出版 実験ボードTRX-305A組み立て

CQ出版のフルディジタルRF信号処理実験ボード TRX-305Aを組み立ててみました。

このボードはハムフェア2014で先行展示されていたものです。



説明書を見ながらのハンダ付けは1時間もかかりませんでしたが基板の加工でやや手間取りました。

基板加工後のバリはできるだけ目立たないよう努力はしました。

完成したボードがこちら。スピーカーは未接続状態です。

付属のアクリルケースを組み付けました。保護シールはうまく剥がせなかったのでそのまま組みました。

組立後電源を入れると緑LEDが点灯しました。各部電圧も異常なし。




引き続き行ったファーム書き込みも正常に終了。JP3を1-2間へ移し電源を入れました。ところがボードが起動しない問題が発生。TeraTermでリターンを送っても何も返ってきません。


書き込み終了 -> 書き込みソフト終了 -> ボード12V切 -> JP3を1-2へ移動 -> TeraTerm起動(ポートチェック) -> ボーレート等詳細設定 -> ボード12V入

...この順番の後にリターンコマンドを送っても何も返ってこないのです。JP3やJP4接触不良を疑ったり、TeraTermのバッファクリア操作をしてみたりと、考えられる手を尽くしたはずですが残念な結果となりました。

調べてみるとVCO1付近のC365が0Vに張り付いていました。FPGAが起動していないか、マイコンが通常動作していないものと考えられます。どうやらNHK-FMで放送していた夕方の番組ラ○オマンジャック(一部伏せ字としました)を聴き、終始笑いながらハンダ付けしていた『ヅケ』が後になってから回ってきたようです。



このように、よそ事をしながら電子工作をするとはんだ付けに失敗することがあります.....。

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