10MHz CW TRX (DDS CLOCK 450MHz -4)

450MHzのクロック生成（その4）　（2021年3月27日）

さて新しいスペアナの画面コピーができないのは解決しました。画面コピーの前に、画面の更新を止める必要がありました（”RUN/STOP”のボタンでワンタッチでできます）。取説に書いてありました。アジレントのオシロだとそんな必要はないのですが。 STOPしないと、スペアナの図枠だけが保存され肝心の測定波形が保存されません。描画に忙しいのでしょうから、描画しながら保存するのはできないのかもしれませんが、保存中は自動で描画を止めるだけのこと（ソフトの問題）です。まあ、20年以上前のものですから今更文句を言ってもしょうがないですね。で、50MHzのXOの出力を観測すると電源のリップルが乗っているのがわかりました。電池で動かすと消えます。 CV・CCの電源装置から8Vを基板に入れ、 47μHのインダクタ、100μFのOSコン、0.1μF50Vの積セラ（50V耐圧なのはDCバイアスによる容量低下を防ぐため）、そこからXOと3逓倍アンプへ分岐。分岐した後、さらにフェライトビーズ→3.3Vの3端子レギュータで XOに加えています。商用周波数のリップルですから、これはなかなかたいへん。（だから電池駆動のヘッドフォンアンプがあるわけですね）いっそスイッチングレギュレータはどうか？　などと考えたり。それはそうと、だいぶ出来てきました。

3逓倍アンプはゲインが30dBあり。じゃじゃ馬です。作り直して、アンプIC（BGA2869）の入力側と出力側をシールド板で区切りました。 ICの下のパターンをGNDで区切っただけで安定でしたが念の為、ICの真上にも銅板を立ててシールドしておきました（後から追加するは面倒なので）。 450MHzはアンプの前後に同じBPFがあります。こちらのアンプ（BGA616）のゲインは20dBなのですが、念の為、このICにも入・出力にシールド板を立てています。分配器部分の部品は未実装です。これからやります。

角度を変えて。

150MHZ側の基板はシールド板を全部立てて、弁当箱化してあります。簡単そうですが、何時間もかかっています。

これが450MHzのアンプ出力。 40MHz～1040MHzの範囲を観測しています。 450MHzは+6.16dBm。近傍では600MHzが、450MHzより約50dB低いところにあります。

これが第２のBPFを通した、最終出力。上と同じく、40MHz～1040MHzの範囲です。 450MHzは+2.62dBmになりました。第2BPFのロスは3.54dB。 BPFはうまく作るとロス2dBぐらいになるようですが受信機じゃないので、まあいいや、ということにします。不要成分はみな70dB以上低くなっています。こんなもんですかね。

これは450MHz近傍をスパン10kHzで観測したところ。やや裾野が広がっていますが、こんなもん？あと、分配器を作ってうまく分配できたらクロック部は完成ということにします。 2021年3月28日パワー分配器を作りました。 DDSは2個使うので、クロックを２つに分ける必要があるのです。 SUMポートを22Ω（本当は25Ωですが）で終端してポート1とポート2（本来は分岐される２出力）の伝送特性を測定してみました。

実はNANOーVNAというベクトル・ネットワーク・アナライザを買ったのでした。\10kもしないものでDレンジも狭いのですが実用になります。う～ん、あまり良くないですね。 450MHzでのリターンロスは15dBぐらいです（大きいほどよい）。ちょうど450MHzで跳ね上がっています。

最終出力の、広域特性です。 DC～３GHｚです。 450MHzと900MHzぐらいがピークとして見えます。 900MHzは450MHzから-60dBほど低いです。クロックなので、これはこのぐらいあっても問題ないでしょう。その他は450MHzよりも80dB程度低く、ほとんどわかりません。これがこのスペアナの測定限界です。

これは超狭帯域特性です。スパン＝500Hz。やっぱりプラスマイナス60Hzにリップルノイズが見えます。これはアンプに乗っていますね（9逓倍した後も60Hz離れたところに見えるから）。 450MHzに対して77.7dB低いところにあります。よく見ると180Hz離れたところにもありますね。結局、２つある出力ポートの片方を　OPENして、　+7.16dBm 　50Ωで終端して、 +3.12dBm 　SHORTして　-0.3dBm でした。まあ、片方をSHORTさせて使うことはないんですが。 DDSとしては-15dBm～+5dBmが入力されれば良いのでこれでいいことにします。いよいよDDSを動かしますが、、、自家エッチングではちょっと苦しいので、業者に出すことにします。デジタル主体ですので間違いはたぶんないでしょう。中国の5枚で$4.9の業者です。送料が$13ちょいかかるので、今まで作った基板も出しちゃいます。基板は4種類あって、4種類✕5枚で$19.6、送料が$13で合計4千円かかりません。基板が来るまでの間（たぶん２週間ぐらいかかる）、マイコンのソフトを考えておきます。

450MHzのクロック生成（その4）　（2021年3月27日）

さて新しいスペアナの画面コピーができないのは解決しました。画面コピーの前に、画面の更新を止める必要がありました（”RUN/STOP”のボタンでワンタッチでできます）。取説に書いてありました。アジレントのオシロだとそんな必要はないのですが。 STOPしないと、スペアナの図枠だけが保存され肝心の測定波形が保存されません。描画に忙しいのでしょうから、描画しながら保存するのはできないのかもしれませんが、保存中は自動で描画を止めるだけのこと（ソフトの問題）です。まあ、20年以上前のものですから今更文句を言ってもしょうがないですね。で、50MHzのXOの出力を観測すると電源のリップルが乗っているのがわかりました。電池で動かすと消えます。 CV・CCの電源装置から8Vを基板に入れ、 47μHのインダクタ、100μFのOSコン、0.1μF50Vの積セラ（50V耐圧なのはDCバイアスによる容量低下を防ぐため）、そこからXOと3逓倍アンプへ分岐。分岐した後、さらにフェライトビーズ→3.3Vの3端子レギュータで XOに加えています。商用周波数のリップルですから、これはなかなかたいへん。（だから電池駆動のヘッドフォンアンプがあるわけですね）いっそスイッチングレギュレータはどうか？　などと考えたり。それはそうと、だいぶ出来てきました。

3逓倍アンプはゲインが30dBあり。じゃじゃ馬です。作り直して、アンプIC（BGA2869）の入力側と出力側をシールド板で区切りました。 ICの下のパターンをGNDで区切っただけで安定でしたが念の為、ICの真上にも銅板を立ててシールドしておきました（後から追加するは面倒なので）。 450MHzはアンプの前後に同じBPFがあります。こちらのアンプ（BGA616）のゲインは20dBなのですが、念の為、このICにも入・出力にシールド板を立てています。分配器部分の部品は未実装です。これからやります。

角度を変えて。

150MHZ側の基板はシールド板を全部立てて、弁当箱化してあります。簡単そうですが、何時間もかかっています。

これが450MHzのアンプ出力。 40MHz～1040MHzの範囲を観測しています。 450MHzは+6.16dBm。近傍では600MHzが、450MHzより約50dB低いところにあります。

これが第２のBPFを通した、最終出力。上と同じく、40MHz～1040MHzの範囲です。 450MHzは+2.62dBmになりました。第2BPFのロスは3.54dB。 BPFはうまく作るとロス2dBぐらいになるようですが受信機じゃないので、まあいいや、ということにします。不要成分はみな70dB以上低くなっています。こんなもんですかね。

これは450MHz近傍をスパン10kHzで観測したところ。やや裾野が広がっていますが、こんなもん？あと、分配器を作ってうまく分配できたらクロック部は完成ということにします。 2021年3月28日パワー分配器を作りました。 DDSは2個使うので、クロックを２つに分ける必要があるのです。 SUMポートを22Ω（本当は25Ωですが）で終端してポート1とポート2（本来は分岐される２出力）の伝送特性を測定してみました。

実はNANOーVNAというベクトル・ネットワーク・アナライザを買ったのでした。\10kもしないものでDレンジも狭いのですが実用になります。う～ん、あまり良くないですね。 450MHzでのリターンロスは15dBぐらいです（大きいほどよい）。ちょうど450MHzで跳ね上がっています。

最終出力の、広域特性です。 DC～３GHｚです。 450MHzと900MHzぐらいがピークとして見えます。 900MHzは450MHzから-60dBほど低いです。クロックなので、これはこのぐらいあっても問題ないでしょう。その他は450MHzよりも80dB程度低く、ほとんどわかりません。これがこのスペアナの測定限界です。

これは超狭帯域特性です。スパン＝500Hz。やっぱりプラスマイナス60Hzにリップルノイズが見えます。これはアンプに乗っていますね（9逓倍した後も60Hz離れたところに見えるから）。 450MHzに対して77.7dB低いところにあります。よく見ると180Hz離れたところにもありますね。結局、２つある出力ポートの片方を　OPENして、　+7.16dBm 　50Ωで終端して、 +3.12dBm 　SHORTして　-0.3dBm でした。まあ、片方をSHORTさせて使うことはないんですが。 DDSとしては-15dBm～+5dBmが入力されれば良いのでこれでいいことにします。いよいよDDSを動かしますが、、、自家エッチングではちょっと苦しいので、業者に出すことにします。デジタル主体ですので間違いはたぶんないでしょう。中国の5枚で$4.9の業者です。送料が$13ちょいかかるので、今まで作った基板も出しちゃいます。基板は4種類あって、4種類✕5枚で$19.6、送料が$13で合計4千円かかりません。基板が来るまでの間（たぶん２週間ぐらいかかる）、マイコンのソフトを考えておきます。