トップメニューへ

バランスドモジュレータ・検波器 etc. 　AN612を例に。

バラモジ、ミクサー、掛算器、検波器、など呼び方はいろいろですが本質は周波数変換器です。

 

左はメーカーのテスト回路、右は私がよくバラモジに使用する原型の回路です。図中の抵抗値やコンデンサー値の意味について少々述べます。

AN612の再評価

今では古いICになってしまった懐かしのバラモジIC AN612 を再評価し、結果よしなので現用の NJM2594 と差し替えて使用しています。
きっかけは JH2KEW 吉田氏の一言、「AN612 の方がキャリアーヌルの安定度が 2594 より良さそうです。」とのQSPでした。
温故知新ではないですが、古く捨ててしまいそうなICでも現在風に評価すれば結構まだ使えるという一例です。

元々612は使い慣れた石でパーツボックスにはまだ何十個と残っている状況から早速実験開始。
左写真のようにユニバーサル基板に AN612 を配置してオーディオから1000Hz と1900Hzの
ツートーンを、局発には455KHzを使用してひずみの測定です。
ツートーン信号の発生には YOKOGAWA の FG420 を、局発にはKENWOOD AG203 を使用しました。
612の１番ピンの入力電圧 40mV p-p、612の3番ピンの局発入力には455KHz 130mV p-pを設定
しています。真ん中がキャリアー信号。PSNは通っていないので当然 DSB 信号になっています。

実験の目的がIMDの測定でしたので敢えてキャリアーは分かりやすいように抑えていません。3次IMDは７0dB以上取れて
いそうです。スイッチング電源のノイズ、その他の要因のためノイズ（所謂草むら）が十分に下がりきらずダイナミックレンジは
80dBくらいしか取れていないので実際には前記の条件(40mVpp入力)では70dB以上取れているかも知れません。
様々な条件でテストしましたが局発信号レベルが120mVpp 〜 360mV pp の範囲で、１番ピンのオーディオ入力が
40〜 70mV pp ならば３次IMDが60ｄB以上は取れるようです。また局発レベルが上がれば出力も上がります。（掛算器なので
当たり前ですが、、。)
次に回路図面を示します。キャリアーヌルの回路は5ピンからの電圧を1番ピンに加えてヌルを取りますが、概ね3.0V近辺で
バランスが取れるので1KΩのVRの上下に12KΩと11KΩを接続して微調整できるようにしています。ここはかなり微妙な調整
が必要な部位ですからこの程度の可変範囲でちょうどいい具合です。
注意は(古い)この項目のトップ記事とおおむね同様ですがオーディオヌルだけは下の回路でないとうまく行きません。

１番ピンからの入力信号が出力に漏れてこないように設定するわけですが、CAR NULL の調整のように(また古い記事のように)
VRの前後にRを挿入して電圧変化を微少する方法ではヌルを検出するのは無理のようです。ヌル点はかなりブロードに
現れますので、この回路のように10Kオームの多回転VRのみを使用して、一番ピンには200KHｚとか1MHzとかの高周波を入力し
７番のアウトプットを観察するのがいいようです。
不要な信号が混入しやすいのでオシロでは判定が難しい場合はｌ、スペアナ等で入力した周波数の信号のみを観察するとスムーズ
にヌルがとれます。このオーディオヌル (AF NULL) を取るとAN612の動作が全てパランスが取れるので結果として IMD 改善にも
繋がるかと、、。

   

左が今回ユニバーサル基板に組んだAN612のバラモジ基板。ISB送信機 なのでLSB と USB の両チャンネル分が要り 612 は
４個必要です。右は現用の送信機本体に組み込んだバラモジ基板です。上に８段PSNが２組並んでいます。
結果ですが、吉田氏が指摘したようにキャリアーヌルの安定性はさすがに抜群です。コールドスタートでもほとんど CAR NULL を
取る必要がないくらいです。フェージングタイプのSSBの搬送波抑圧はひとえにこの部分に掛かっているので安定性は重要です。
　　　　　　　（記述に多少の齟齬があるかも知れませんが古い記事は変更せず敢えてそのままにしています。お許しを。2021/Mar/6）

「NJM２５９４」というDBMの紹介

バラモジ専用ICということでかなりの優秀な性能を発揮します。８ピンSOPという少々使いにくいものになっていますが、実験の価値ありと
思います。AF入力50ｍVrms (140mV p-p) で実測３次IMDは-70ｄB取れています。ダブルバランストミクサーとして詳しいメーカの資料は
http://pdf1.alldatasheet.jp/datasheet-pdf/view/310080/NJRC/NJM2594.html　から御覧ください。

それぞれの画像をクリックすれば拡大されます。左はメーカーのテスト回路。エミッター出力方式とコレクター出力方式が表示されています。
中の回路は私が現用の送信機に使用している概略回路です。ここのRやCの値の説明はAN612の場合とやり方や考え方は同じです。
5KΩVRはAFバランス、500ΩVRはキャリアーバランスです。ICによりNULLが取れるポイント電圧が変わってきますので組み立てた上で
微調整してください。VRとシリーズに入っている6.2Kや2Kは取替がきくように遊離 ICソケットにRをハンダ付けしておいて基板上の同じIC
ソケットに差し込むようにしておけば融通がききます。500ΩVRは通常パネルに出します。なにせPSNタイプではキャリアー漏れを防ぐ所は
ここしかありませんから・・・。DBMーICだけは24ｈｒ通電しておくと電源オン時や室温変化に対し大変安定になります。コールドスタートにすると
回路によっては毎回キャリアーバランスを取る必要がでてきます。

「SL6440C」というDBM・バランストミクサーの紹介

旧来のICですがRFでのミクサーとして大変使いやすい石です。0ｄBm(223mVrms)インプットで３次 IMD は-60ｄBは大変優秀な性能です。
SIG input インピーダンス1KΩ、局発 input インピーダンス500Ω、出力は数100Ω、150MHｚまで使えるICです。
メーカーのマニュアルにもキャリアーリークの対策など丁寧な資料がないので私なりに工夫して出来上がった回路が下図です。
受信機ミクサーや送信機の最終のオールバンドミクサーに現用しています。性能に大変満足しています。
（メーカの資料です。）



画像をクリックすると拡大されます。

右のツートーン波形は受信機のトップミキサーに使用した例で、84ｄBu (約S9+50ｄB, -23dBm) の3.6MHz帯入力が455KHｚ台に変換された
出力です。大変優秀な石であることがわかります。左回路図面の説明ですが、
４番に入っているダイオード５個は３，４番ピンにかかる電源電圧より３V低位にするためです。電源電圧が何Vであろうが 0.6×5=3 で
ダイオード５個分の電圧降下が常に期待できます。この差異が実験の結果最も IMD 特性がよかったので455KHｚ辺りでも数メガHz周辺
でもこの定数で組み立てます
平衡型入力・平衡型出力にするためフェライトビーズを巻いています。出力を50Ωにしたければ４回巻きのトライファイラーであれば出力側は
２回で取り出し残り２本は続けて４回巻く、６回巻きなら３回目で出力、というふうに巻き数半分で本来の４分の１のインピーダンスにします。
局発NULLは非常によく効きます。SIG NULLは現回路では取っていませんが必要なら５番ピンを制御してください。