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PC-IF

自作、パソコンインターフェイス  目次

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 移動運用のGoKit化 2023/11/25-

移動運用の時は電源、リグ、アンプを接続し、終われば分離としていた。
これが面倒になり、こちらや海外で時々みる移動運用キットが欲しくなった。

小型の棚を探したが流用できる完成品は見つからず、DCMで買って作った。

プチ棚受けP-12 4本、プチ棚板P-4、P-5 各1、棚受けビス8本入り 2ケ
店でP-5を450mmの中央でカット、P-4もその長さにカットし3枚の棚板とした。
カット代こみで計2507円 組後寸法 W200xD255xH300mm 約1.7kg

一段目 RoyPow S1218、二段目 HL-50B、三段目 FT-817 or KX-3
デジタルモードIFもあり配線でいっぱいになった。
リポバッテリーは横置きでも問題ないとメーカーに確認できました。

落下防止や配線処理は仮です。 GoKit写真

FT817仕様では受信2.2KHz幅だが2.65KHz位までデコードできた。
送信は400Hz〜2.6KHz(-6dB)とあるが、少し低く2.45Kまでみたい。

 CHUWI GemiBook Pro で廻り込み 2023/10/27-31

Surface3でFT8は工夫してできているが、改善すべくCHUWI GemiBook Proを買った。

本体は薄く、LCD画面は14インチ3:2で大きく見やすい。ワールドワイド仕様なので、
英字キーボードでした、日本語系のキーが無い。IME設定でON/OFF割り当てはできた。
記号キーが異なったり、EnterやBSより右にキーが有るのが地味に戸惑う。

CPUはN5100でSurface3のZ8700の2.5倍位の性能がある。
JTDXを入れて受信してみるとLagは常にマイナスで十分な感じ。

送信したら誤動作・・・廻り込みだ、USBアイソレータ入れてるのに。
QRPの数Wまで下げないと正常にならず。

USBケーブルは手持ちでは1.8m,1.5m,50cmより1.3mが一番良かった。
シールドの良し悪しが大事なのかも。そこで、
フェライトコア付2重シールドのELECOM U2C-BF10BKを買ってきた。
改善し10W少しまでOKとなった。さらに分割コアを追加してもあまり変わらず。

左のUSB-Cポートに変換ハブを介して繋いでみた。回り込みはほぼ同程度だった。

Let's noteとSurface3は同程度だったので、こんなに違うのは意外!
Surface3と同種のSurface Pro なら大丈夫では?

Surface Pro4の中古を入手。CATが動かず難儀した、色々試しているうちに動いた。
原因不明。廻りこみは期待どうりで、USBアイソレータで50WだしてもOK!
Core i5-6300は約1.64倍の性能だがLagはほぼマイナスになった。
画面も少し大きく見やすくなった。

 KX3 - Surface3用インターフェイス 2023/2/3

先日の移動実験でQSOもしたが、誤動作が目立ったのでインターフェイスを見直した。

Surface3の4極pinはハンディ無線機の4極pinとはGND位置が違っていた。

KX3-Micと4極pinを直結すると、ヘッドフォン出力に替わらない時があった。
Surface3は4極pinの挿入をどうやって検出している?端子の電圧では?
MicのDC電圧がヘッドフォン端子に掛かる事で誤動作していた。

回路図→PC-IF_KX3_cir.png

PS.その後、MIC端子はDCカットしないと音が入らない事が判った。

 IC-7300のデジタルモード接続 2017/12/15-2017/1/17

12/15.Main-RigをIC7300に変えた。バンド、モードがタッチ操作になっていたり戸惑う事が多く試行錯誤しました。
 ・SSBで出力がでなかった。→メニューの変調入力の設定。
 ・VerUPで「はい」を押しても反応ない。→「はい」を長押し
 ・USB接続でUSB SENDを指定したら、送信が数秒遅れる。→Comポートの設定、電源管理のチェックを外す
 ・USB接続のデジタルモード送信でパソコンが誤動作、ダミーロードではOK。→アンテナ近く廻り込み
 ・ACC端子接続を試した。→10Wを超えると廻り込みで誤動作
 ・ACC端子の配線にフェライトビーズやパスコンを追加→あまり効果ない(なぜ??)
 ・SSB,CWでACC端子のAFoutをパソコンに繋いで試した→廻り込み無し
 ・FT232RL直接方式を試す→動作せず、ACCの入力回路が8Vpullupでした。

 個人的にだが、ICOMはYaesuより廻り込みに弱い印象がある。アンテナから離せればよいのだが難しい。

 手持ちのドライバートランスとフォトカプラで絶縁型インターフェイスを作ってみた。
 やっと成功!と思ったら、RTTYのFSKキーイングが出来ない??

 色々調べたら、設定→外部端子→USBキーイング(RTTY)→OFFにする
 USB SENDは影響しないのにRTTYは影響した、取説に書いてない・・・

 
 試作版回路図TRV-PC-IF4.PNG(なお免許は変更済み)基板化回路図TRV-PC-IF4b.png

1/17.USBアイソレータ(ADUM3160)を入手したので試してみた。
 最初の接続時にドライバインストールが始まり完了まで時間が掛かったが出来た。

 廻り込みは改善され、50Wでも誤動作しなくなった。素晴らしい!
 ただ、絶縁型インターフェイスに比べパソコンからのホワイトノイズが少し多いようだ。
 FT232RLは受信時ほとんど動いてないから、USB通信量の差がノイズになるのだろうか?

 KX3用ヒートシンク 2017/8/24-10/16

Aliexpressを物色していたら、KX3用ヒートシンクが$22ほどで出ていた。
これは元祖アメリカ製は$86で、ElecraftのKX3 Heatsink Upgrade Kit. でも$40。

USAからだと送料も掛るし手が出なかった。これくらいならと注文。
発送から7日で到着。ヒートシンクと熱伝導グリスも入っていた。

KX3への取り付けも問題なし、やや重くなったが出っ張りも少なくて良い。
取り付けビスは元のを使う様になっているが、終段FET用は真鍮ビス(M3皿10mm)を使った。

総じて周波数変動は減った、21MHzまでは温度補正は元のSTANDARDでも使えそう。

9/3.高温時がNGだった事が判ったので、温度補正をやり直したがうまく行かない??
 SAVING後の*が出ず、Dataが出ない、そのままやっても良くはならなかった。
 色々調べると、開始時の受信音が低めだと高温時に低くなりすぎてNG。
 温度上昇が早すぎてもNGらしい。
 夏で気温が高いと冷却後の温度上昇が早すぎるのか??難しい・・・

10/16.やっとできた、冷却後にONしてMenuに入りREF?CALと表示されたらCLRを押しRESET。
 それからAPFでSAVING、*は一瞬で分かり難いがKX3ユーティリティにDATAが出てきた。
 説明書ではRESETは冷却前に書いてあるが、電源を外すと再度必要だったのだ。

 20〜52℃(高温でずいぶん低くなった、もう少し高い音で始めた方が安全)

 KX3のAudioインターフェイス 2013/8/8、2016/1/30

いつの間にかKX-3の回路図が公開されていた。

Audio周りを見ると、ヘッドホン出力とSP-AMP-ICへは同じICから出ていた。
SPとヘッドホンは両方でていて、ジャックを挿すとSP-AMP-ICがミュートする様だ。
ジャック挿しを検出しないように、先端を削ってみた。

削った方を上に向けて挿すと、案の定、ヘッドホン出力とスピーカーは両方でてきた。
Lchは接触が悪くなるので、Rchに390Ω/330ΩのATTを入れて出している。

これで、WSJTやMMTTYも聞きながら受信できる様になった。

1/30.その後、接続時に28MHzでパソコンからのビートが強く入る事が判った。
パソコン側の各線にフェライトビーズ(3.3uH相当品)を入れて対策。十分に弱くなった。

 KX3のCW音 2014/11/2-5

いまさらだが、KX3のCW音が聞きにくく、チューニングもやりづらいと思っていたのだが。
CWモード時は800Hzより高い音はバッサリ切り落とされていて、PBTをいじっても変わらなかったのだ。
しかもトーンをyaesu標準の700Hzにしていたので、傾向が強く出た様だ。(KX3標準は550Hz)

対策としてはSSB+CWモードを使う方法があった。USBでMenu→CW WGHT→1で、SSB +CW
テキストデコードとメモリーメッセージが使えない欠点がある。

その後、イヤホン端子は正常で、スピーカーだけ症状が出ている事が判った。
 イヤホンを使うのが現実的だが、パソコンデコードしたい時に困るな。

 エレクラフトに問い合わせ中で調べてくれてます。(対応good!)
 工場出荷時設定ファイルでリストアしたら正常になりました。下記の調整時に失敗してたのかも。

 KX3の周波数変動 2014/2/28.3/17、4/10、11/26

KX3でJT65を試してみると周波数変動がひどい。送信時の変動で復調できなくなる事もある。
TCXOではないTRX2Aより悪くて、このままではJT65は使えない。

調べてみるとSSBやCWはほとんど変動せず、RTTY(AFSK)も短文ならそれほど大きくはない。
変動幅は周波数に比例するようで、50MHzが一番大きい。

ファイナルが熱くなる放熱対策はユーザー皆さんのブログに散見される。
当局も小型のヒートシンクを追加したのだが。

JT65ではパワーを0.2Wとかに絞っても同じように変動してしまう。
OSC温度を見ても1度くらいしか上がっていなかった。FETはアイドリング電流が多い為か?

クールスタッフ30mm角を二つ折りにして、OSCとシャーシに当たる様にしてみた。
残念ながら、あまり効果的ではないようだ。

こちらのようにOSC周りをくっつける熱対策が必要かもしれない。

超柔らか高放熱ギャップフィラー WW-GAP-S20」を入手、2mm*2でOSCからシャシーへ届くはずだ。
 貼ってみたら、OSC温度の変化がゆるやかになった。落ち着く温度も3-4℃下がったようだ。

だが、JT65送信すると、パワーアンプが発熱→シャシー温度上昇→OSC温度上昇で、周波数変動した。

3/17.KX3 Custom VFO TC rev A9.pdfという温度補正の説明書があった。
 まだやってないが、WSJTは電圧を下げるかパワーを抑えて使えと書いてあった。

4/10.OSCの放熱はFainalとは別にした方が良さそう。ギャップフィラーとアルミ板で放熱しシャーシとは離した。
 OSCとすぐ下の温度センサ(U4)の熱結合を少しでも良くする様にしてみた。
 温度調整はJF1VRUさんに日本語訳をいただき、やってみました。気がついた点。

まだ僅かに残るものの、モニターしWSJT-Xでもデコードできたので成功です!

11/26.前回、標準信号は12.8MHz*4=51.2MHzだったが、今回は10MHz*5=50MHzで行った。
 また、ヘアドライヤーはアルミホイルのノズルを付け温度を上げる工夫をした。

 今度は2時間くらいで出来て、OSC温度も52℃まで上げられました。
 CWの変な症状はでていないし、こんどこそ無事に出来たと思います。

 FT-450でSDR実験 2013/7/24、/30

FT-450は第2IFが24KHzなので、これを取り出して、HDSDRやCW-Skimmerで見えるか試してみた。

底板を外すと見える、RF-IF基板のTP2010,TP2011からDCカットして信号を引き出す。
直では信号レベルが高すぎるので、抵抗分割でしてLineINのLRに入れた。
サンプリング周波数は96KHzにして、うまく見えた。

7/30.元の信号へ影響を与えないように、OP-Ampのバッファを追加してみた。
 秋月の超小型基板を使い、レベル合わせはトランシーバーの外へ出してから行なっています。

追加配線の写真 、HDSDR画面 、CWskimmer画面

USBオーディオに小型なAS372ANを買った。WindowsXPでSWはU1で使用。安いが使えそうだ。
その後、Windows7の場合は、SWをU2にすれば動くことが判った。

ちょっと狭いがバンドスコープや2波受信に使えそうな事が判った。
(今のアンテナでは猫に小判かも・・)

注、改造はリスクが伴います、あくまでご自分の責任で行なってください。
 また、技適機を改造すると保証認定が必要になります。

 SDRバンドスコープ 2013/7/14

KX3のIQ出力を使って、ソフトウエアラジオを試してみた。
USBオーディオデバイスはONKYO SE-U33GX+で96kHzも対応している。

配線は2.5mmステレオプラグとRCAプラグをつないだだけ。
初めに、Rockyで試したらSE-U33GXを認識しないようで動かなかった。

HDSDRではバンドスコープとウオーターフローが現れて指定した所が聞けた。すばらしい!
高級無線機にしか無いバンドスコープやデュアル受信が実現でき、しかも使い易いのだ。

IQ出力はオシロで見えないほどレベルが低いので大丈夫か?と思ったが、ちょうど良かった。
サンプリングレート48KHzと96kHzを試した、48KHz(±24KHz)で十分な気がした。

また、CWskimarはSDR機能を内蔵してるので、IQ入力に設定すると、表示範囲が広がり、さらに強力になる。
Ver1.8ではバンドスコープ表示も加わって、使いやすい。

そういえば、TRX-2AもIQ出力があった。
また、最近のトランシーバーはDSPのIF=24KHzで処理してるから、このIQを取り出せば、使えるかも?
SDRソフトウエアがIF=24KHzに対応してるかが問題だが、CWskimarは対応してるようだ。

 廻り込み対策 2013/3/30

JT65でTxDF=730とか高い音にすると、リグのスピーカーから音がして廻り込みが起きていた。
廻り込み音にAF-VRは関係ないし、低い音の時は無音で、廻り込みは無いようであった。
設定でRF-Powerを絞ると改善するのだが、PC-IFの方で何か対策できないかと考えていた。

ふと昔の単純な回路のPC-IFを試した所、廻り込みは大幅に少なかった。
GNDラインからの廻り込みかと思っていたのだが、そうではなかった。

Audio-inへのボリュームを大きな値にする事で改善したのでした。
これが、どういう理屈なのか良く解らないが・・・

また、ここにパスコンを入れる時は0.1uFとかは逆効果で、小容量にする必要があった。
これはRCのフィルタになってしまい、高い音に影響する為だと思う。

回路図→TRV-PC-IF3.gif

4/24.そういえば昔は廻り込みに強かったはず。以前、リグを開けた時に何処か間違えたか?
 フロントパネルのフレキケーブルをシールドケースに収まる様にしてみたら、ほぼ廻り込みが無くなった。
 その後、一週間ほど使ってみたが良さそうで、これが正解だったかも。

 TRV-PC-インターフェイスVer3 2013/3/23

PC-IF自作の経験からトランスやフォトカプラで絶縁するより、USBシリアル変換のノイズ対策が重要と判った。
そこで、以下を入れ5cm角に収めました。

回路図→TRV-PC-IF3.gif

結果、USBケーブルにパッチンコアを入れなくてもノイズの漏れは無く、使い勝手が良くなった。
フィルタ類でノイズ対策できたので、外部クリスタルは使わなくて済みました。

FT232RLはFTprogを使い、DTR,RTS,TXDを反転したら、Comポートが新規と認識された。
変更後にUSBシリアルを変えたら共通認識されるように出来ました。

また、CW-Keyで廻り込みが出たので、トランジスタのベースにパスコンを追加しています。
PTTとFSKは念の為。

 KX3のACC2端子 2012/9/1

KX3は回路図が公開されておらず、良く判らない所が多い。
マニュアルを読んでも意味不明で、前に調べた時は動作が良く判らなかった。

ACC2端子の動作がやっと判明した。2.5mmステレオプラグの最外周はGND。
名称 動作 LO=PTT時 HI=PTT時
芯線 GP-IO 外部からKX3を制御 PullUP3.3Vが出ていて、LにするとTX PullUPでTXになる、LにしてRX
中間線 Keyline KX3から外部への信号 TX時に導通、オープンドレイン 左記と同じ

マイク端子
Ring1−Rige2間 PTT 0Ω UP 10KΩ DOWN 4.7KΩ

アクセサリーケーブルがELECRAFTから出たようですね。

 AVRでシリアル変換 2012/9/4

USBシリアル変換にFT232RLボードを使っているが、以前、ノイズの混入が気になっていた。
そういえばAVRでUSBシリアル変換を行う方法が有ったと思いだした。

AVR-CDCをATmega48に焼いて試してみました。
無事に認識してCOMポートが出来て、ループバックテストにも成功。

だが、MMRTTYで試したらDTRはOKだったが、RTSとTXDがコントロールできない。HIになったまま。 
TXDはともかくRTSが変化しないのは不思議たが判らない。
TH-F7で聞いた感じではノイズが少なかっただけに残念。

ついでに、ATmega32U4のダビンチ(Audino版)も聴き比べたら、これのノイズは多かった。

 フォトカプラの高速化 2011/12/7

この前、USBシリアル変換器の認識が切れてしまう症状が出た。
変換器を交換しても症状は出るし、別のPCでは再現しない。延長すると悪くなってPCとの相性?
考えてみると、USB接続時は一時的に全ONするので、RS232から4mA近く引いているのがNG?

という事で、フォトカプラのLED電流を抑えつつ高速化する方法を考えてみた。
カレントミラー回路で高速化」の例が有ったがトランシーバから5Vは出ていないので使えない。

フォトカプラ出力の電圧差が大きいと遅くなるならと、オーディオのミュートに使われる回路から
出力のE,C逆接続しトランジスタをドライブする案を考えた。

ブレッドボードで測ってみると、すでに60Hzで立ち上がりに遅れが出ていた。(もう少し良いとかと・・)
これにトランジスタを追加し出力を逆接続したら、改善しました! これなら1mAでもOK。
測定波形 → PhC1205.png

最初、2SC1815で見ていたが、変えてみたら更に改善される品種があった。
◎ 2SC828A,945,1645 ○ 2SC1815,2458
また、この回路は0Vまで下がらない事が弱点と解った。

トランシーバの受け側はC-MOSレベルだろうから大丈夫と、PC-IFを改造してみた。
成功でした!心なしかRTTY-FSKの音も少し綺麗になった様に聞こえた。
回路図 → TRV-PC-IF1b.gif

PS.USBシリアル変換器の不調は他のPCでも再現した、変換器の問題か?

 PC-IFのノイズ対策 2011/10/23

CWやRTTYでソフトを起動すると、受信にノイズが入り聞きにくくなっていた。しかも21MHzは結構ひどい。
ただ、WSJTは送信時しかCOMポートを使わないようで影響は無かった。

PC-IFはトランスやフォトカプラで分離されているのに。(↓2007/5/3,2010/3/7)

あれこれ試して、オーディオOUTの線を外すと少しノイズが下がる事に気がついた。
さらにシリアル変換からの線とオーディオの線を遠ざけると、もう少し下がった。

基板の出口で線材はまとめて縛ってあったので、これを分けてみたら劇的に改善!
シリアル線が発生源だった。とりあえず、ノイズは僅かに増える位になった。

 PCインターフェイス供2010/4/17

HFの移動運用にそなえて、RTTYやCWもと2つめのPCインターフェイスを作った。

ハムフェアで買ったPSK31トランスタイプのIFボードを使ってみたら、中低音が落ちていた!
トランスの巻線抵抗を測ってビックリ、1.5Ωしかない。スピーカー端子用だった。
Data端子とかのLine出力はせいぜい数百Ωだから壊しかねない、使えない。

それなら小さくしてしまえ、とフェライトビーズで回り込みを抑えたボリューム直結型にした。
また、USB−シリアルはFT232RL(5V)を使い抵抗のみで行い、シンプルな回路となった。

PC-IF恐麩図→TRV-PC-IF2.gif

5/30.14MHzにUSB通信時のノイズが入る事が判った。
 USBケーブルを50cmに変え、パッチンコアを付けたら、だいぶ抑えられた。

12/13.TRX2Aでは問題なかったが、TS-680に繋いだら送受切り替えにバタつきがでた。
 TS-680側が5Vでは無いようで、抵抗だけの接続はあまり良くないようだ。
 とりあえず、330Ω→1KΩでなんとか安定した。

 RTTY-FSKインターフェイス 2010/3/7

RTTYはAFSKでやっていたが、チューニングにも慣れたのでFSKを試してみた。

PTTやCWと同じフォトカップラをTxDに追加してみたら、モニター音が変だ。
もしやとドライブ抵抗を3.9K→1.5Kにしてみたら、だいぶ似た音になった。
TLP624は低駆動用だが、PTTやCWに比べRTTYは速いので1mA未満では不足だったようだ。

PC-IF回路図 TRV-PC-IF1a.gif (念のためPTT,CWも3.9K→2.4Kとした)

それでも、モニター音を別のMMRTTYで聞くとデコード文字が違う。
USBシリアル変換ケーブルでは、EXTFSKを追加しないと無理みたい。これでうまく行った。

AFSKよりFSKが良いと言われているが、インターフェイスにも注意しないと元も子もなくなる。

 デジタルモード用PCインターフェイスを作った 2007/5/3

休日の成果です。
以前、直接接続のFT-817用は作ったのだが、TS-680と繋ぎたかったのと絶縁改良を含めてPC-IFを作り直した。

PC-IF写真

回路図TRV-PC-IF1a.gif 

Audioは本来シールド線だが、TS-680とFT-817を両対応でコネクタ切り替えしたかったので、フラットケーブルを使った。
取説ではTS-680の方がAudioInが小さいと思ったのだが、実際の差は少ないようだった。
AudioOutはTS-680の方がかなり大きく、MIC入力なので10K:600でさらに中点から取ってレベルを下げています。

フラットケーブルだが、シールド線の直接接続のと比べても差はよく判らない。(悪くはなっていない)
WSJTでUSB-AudioのLine-inと比べるとさすがに少しSNが悪い。MIC入力の限界だろう。

これで、PSK31にも出れると思うが、まだ確認はできていない。

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最終更新時間:2023/12/04 19:53:18