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TV＋HF＋NOAAの混合を分配器で分けているのを，少しでもゲインを落とさないようにと分波器を作ってみた

仕様

理論上，分配器では電力が分配されるのでゲインが落ちるが，分波器で必要な周波数帯域で分配すれば（分けられた周波数帯域分の）電力の低下はない

そこで以下のとおり３分波器にした

• TV用（UHF~SHF）： 400MHz＋のHPFを実装
• NOAA用（137MHz）： 137MHzのBPFを実装
• ラジオ用（HF~VHF）： 100MHzーのLPFを実装，出力２本（１つをBNCに変更）

設計

フィルター，ソレノイド・コイルの設計はこちらを利用

設計した回路をLTspiceでシュミレーション（計測結果の値で確認）

（HPF）

（BPF：改良後）

（LPF）

制作

手作りしたコイルの正確なインダクタンス値を計測し判らなくならないように整理

ケースは安く３Dプリンタで印刷，そこそこシールドしたいのでランド法で基板を構築

間違えないように回路図にパーツを貼り付けた（以下のBPFはミスがあり改良前のもの）

銅張積層板に（同じく銅張積層板を５㎜角に切断して作った）ランドを瞬間接着剤で貼り付ける

パーツを半田付けして基板は完成

３Dプリンタで印刷したケースの内側に銅板を張り付け端子と基板を止め接続

出来上がり

この後MPF部を改良したので基板にランドとパーツを追加している

性能測定

NanoVNAでフィルター測定したが環境が悪いのか，シュミレーションの様な特性は出ていない

（測定周波数は１M~900MHz，トレースはCH1 THROUGHでLOGMAGとSWRを表示）

実際に繋ぎ変えて受信可能な放送局を受信してみたところゲインの上下はあったのでフィルターとしては機能しているようだ（が・・・イマイチ）

・UHF/SHF（HPF）

地デジ4Ch（47Ch），8Ch（43Ch）の受信不可，BSを受信

80MHz前後のFMを受信やや強

・137MHz（BPF）

地デジ受信不可，BS受信

80MHz前後のFMを受信強

・HF/VHF（LPF）

地デジ受信不可，BS受信

80MHz前後のFMを受信強

改良

NOAA用に137MHzのBPFを実装して１度回路を見直し改良したが（更に）再度改良予定

使用していない出力にはダミーロードを付ける

ゲインダウンはあるので前段にはRFアンプを接続する（計画）

バラックでは扱いにくいので（簡単な）底側のケースを３Dプリンタで印刷

スピーカーとバッテリーを基板の下側に置くように配置しコンパクト化を図った

スピーカーのカバーを作図するのが面倒だったのでプランターの底に敷く網を使った

スピーカーはホットボンドで止め（絶縁用にクッションシートを基板との間に入れている），バッテリーは置く位置に枠を作って両面テープで貼り付けた

基板を設置しタッピングビスで止める

裏面

縦にして使用することもできる

（追加）

異物が入って接触破壊もあるので簡易ではあるが上蓋も作った（つまみも）

SSBの復調が可能なDSPラジオが１台あっても良いなと思い（製品は遊べないから）Si4732使用のキットを購入した（数年前なら上位互換のSi4735のボードがあって自作できたようだ）

キットはアマ無線家が設計公開したものを中華が（勝手に？）製品化しているらしい・・・が，キットで購入できて助かる

今回はAliexpressにて未完成品バッテリー無しを選択し￥3,798で購入（同等品がAmazonでは５Ｋ前後から）

２Ｗで届いた箱は凹んでいて中身は大丈夫か！

開けてみて梱包は適当でも大丈夫の様だったので良し

パーツを展開してみて・・・

（パーツリスト）

• 本体のボード（機械で付けられるパーツは実装されている）
• Arduino NANO（ソフトウェアが書き込まれているはず）
• OLED（汎用品）
• BNCコネクタ（メス）
• SW × ２
• ロッドアンテナ
• スピーカー
• PH端子付きケーブル × ２
• BP76108：FMバンドパスフィルター（？）

で，最後のフィルター（最初セラロックに見えた）は，購入前に見ていたイメージには無かった予定外パーツだった

また，Si4732は裏面に実装されていたはずなのに無かったため再度ネットで確認する事になる

（ボード全体：表）

（ボード全体：裏）

基板にある刻印と見ると

ATS20+用らしく2022.01.15に製造されたようだ（これは最新なのか？）

そこでATS20+を検索してみると同じ基板のイメージを発見（以下は流用）

Si4732は表面に実装，FMバンドパスフィルターが追加されている事が判った

尚，FMバンドパスフィルターは刻印面が前面となる（左から入力，Gnd，出力ピン）

（Si4732の実装）

パーツの半田付けは熱による弊害もほとんど無いので慣れている人なら直ぐ終わる

NANOとOLEDを取り外しできるようにしようかと考えたが，最終的なケースを想定すると高さを消費するのが勿体ないので操作部品（スイッチとローターリーエンコーダ）に合わせたOLEDの高さのみ調整した（５ｍｍアップしている）

完成したので電源を入れるが，説明書も無いので電源が何なのか見て判断するしかなく，ＵＳＢ－Ｃを接続してみる

基板に実装されている赤LEDが発光，電源ＳＷと思われるSWをONするとNANOのPOWERランプが点灯

しかし・・・OLEDは何も変わらない・・・つまり動作していない

まず電源を疑い電圧を見れるとことで観るが問題なさそう・・・更にネットで電源について収集したが情報なし

バッテリーを付けていないので関係するかと思ったが情報はない

次にNANOのミニUSBに電源を接続（電源SWは関係ないなしでNANOは通電）するが変わらず

もしかしてソフトウェアが書き込まれてないのかと疑い，何かシリアル接続で情報が出てこないものかと調べたりしていたところで

ふとOLEDを見ると・・・ん？

これは？（本当に，どうしたものか困ったところで，偶然観えた光景だった）

ニッパーでぶった切って試したところ問題なく動作した

OLEDがケース入りだったのであまり観えていなかったのもあるが中華製は気を付けなければならないって教訓だね

これがGNDとVCCでなくて良かったと思うべき・・・と考えれば幸せ

まずはFMとAMで受信を確認して問題なさそうなことを確認（ここでAliexpressにOKを出した）

（参考）

• イヤフォンジャックでSPは切れる
• NANOの電源ミニUSBで動作（SWは関係ない）
• バッテリーが無いとタイプＣ電源では動作しない
• SPとバッテリーのコネクタはPH端子（極性は日本の一般的な物の逆になっている：中華製だと大抵は逆）

バッテリーが無いとUSB-Cの電源は使えない（SWも意味なし）のでUPS用の購入してたバッテリーをPH端子に付け替えて使用

また，外部端子（イヤフォンジャック）があるのでコンパクト化を優先してスピーカーを前に購入したラジオキットの極小の物にした

バッテリーとスピーカーは基板の下に置くようにしてケースを作る予定

消費電力は140mA前後のようだ

（感想）

• ロータリーエンコーダの動きが鈍い（自身で作った物と同じ様な動きなので文句言えないｗ）

NOAA受信のサーバ化においてNOAAの受信データをWXtoImgで画像化したいのでLinux版を動作させることになるのだが，コマンドで実行できるものと勝手に思い込んでいたのが間違いで（判ってないだけかもしれないが）GUIでしか動作できそうにない

先日SDRサーバ化したNanoPiNEOでは（画面出力が無いので）WXtoImgが動作しないため，本来予定していたラズパイで再度試行することにした

ソフトウェアセットアップ

まずはラズパイOS（Rasbian）の最新版を手に入れようとサイトを見てみると64ビット（AMD64）版が正式にあったのでDLした（４日にDLしたのだがリリース直後だったようだ）

最小インストールしたかったのでサーバで良いとLite版をマイクロＳＤに書き込んで起動したのだがＳＳＨでアクセスできない

いつのまにかSSHはOFFになっていて書込みツール（Raspberry Pi Imager）のオプションでSSHをONしないと使えないようだ

右下のアイコンを選択してオプション設定を開く

SSHをONさせる（他に無線LANも接続設定できるようになっている）

この後，先日行った手順でSDRサーバをセットアップして，GUI環境を整えWXtoImgをセットアップしようとしたら動作しないことが判る

実はWXtoImgは32ビット版で64ビット版では動作しない

ということで最初に戻って32ビット版Rasbianを今度はデスクトップ版をセットアップしなおしSDRサーバとWXtoImgをインストールした

以下のメモはLite版に追加する場合でありデスクトップ版には含まれている

（メモ１：デスクトップ環境）

# apt install xserver-xorg
（軽量なxfce）
# apt install xfce4 xfce4-terminal
（デフォルトのPIXEL）
# apt install raspberrypi-ui-mods
（フォント）
# apt install fonts-noto

（メモ２：VNCサーバ）

# apt install realvnc-vnc-server

# systemctl enable vncserver-x11-serviced.service
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/vncserver-x11-serviced.service → /lib/systemd/system/vncserver-x11-serviced.service.
# systemctl enable vncserver-virtuald.service
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/vncserver-virtuald.service → /lib/systemd/system/vncserver-virtuald.service.

# systemctl start vncserver-x11-serviced.service
# systemctl start vncserver-virtuald.service

（メモ３：その他）

SDRサーバをクリーンインストールしたので必要パッケージとして以下が必要なのが判明

$ sudo apt install libusb-dev
$ sudo apt install libusb-1.0-0-dev

WXtoImgのインストール（コマンドは/usr/local/binに登録される）

# dpkg -i wxtoimg-armhf-2.11.2-beta.deb

環境設定

RTL-SDRの出力をWXtoImgに渡すのにラズパイには標準でマイクのハードウェアが無いことに気付く

WXtoImgの入力が（/deb/dsp）なのでPIPEでできるかなとやってみたが駄目だった（以下）

# mkfifo /dev/dsp
# aplay -r 48000 -f S16_LE < /dev/dsp
# rtl_fm -f 137.9125M -M fm -s 200000 -r 48000 > /dev/dsp

他に仮想サウンドサーバ的な方法もありそうだが，外部チューナ化も検討できる思いUSBサウンドカードを購入

デジタルをアナログ出力してアナログで取り込みデジタル化するのかって思うけど・・・アナログで接続

WXtoImgの入力をUSBマイクにする

（注）sample rate は 44100 に設定しないと入力エラーとなる

これまでに記録してあった受信音でテスト受信を行ってみると認識しているようなので問題なさそう

ただし，ビットレートが異なるためかズレがあって画像にはならない

次はリアルで確認する予定