LPFの効果をTinySAで観測

​投稿日 2021年01月xx日

トリオ HFトランシーバーTS-520VのVFO

以前何かに使えるかと思って購入しておいたトリオ HFトランシーバーのVFOを引っ張り出してきて、その出力波形やスプリアスを観測してみました。その結果スプリアスのレベルがかなり高いことが確認できました。おかしいと思って回路図を見てみたところ、なんと出力にLPFが入っていません。以下がその回路です。

ts520_vfo7.jpg

トリオ HFトランシーバーのVFO部の回路図

回路はFET使用の一般的なLC発振回路にバッファアンプをつないだ構成

​しかし出力にLPFは無い

このVFOの出力は5.5MHzから4.9MHzです。本稿と関係ありませんがTS-520の受信部の周波数構成は以下のようになっています。例えば7MHZバンドの場合、ヘテロダインOSCの15.895MHzとミックスし8.895MHzに変換します。それにVFOの出力5.500MHzをミックスして3.395MHz(IF)に変換します。さらにキャリアOSCの3.3935MHzをミックスして1.5KHzの音声帯域を得ます。IFの3.395MHzはクリスタル・フィルターで鋭利にカットされますのでVFO出力にLPFが入っていなくても問題ないのかも知れません。

ts520_vfo6.jpg

トリオ HFトランシーバーのVFO出力

​基本波-24dBmに対して第二高調波は-41.5dBm その差17.7dBしかない

トリオ HFトランシーバーのVFO出力波形

そこで簡単なLPFを作って効果をみることにしました。作ったLPFの仕様は以下の通りです。

 

カットオフ周波数を6MHzとし、VFO出力のインピーダンスは分からないのでとりあえず50Ωで設計し3dBパッドを入れることにしました。設計はCQ出版「LCフィルター設計&製作」の正規化LPF簡易設計法に従います。

形式: バターワース パイ型3次

M = 6 x 10^6Hz / (1 / 2PI)Hz = 6000000 / 0.159154 = 37699335.24

K = 50Ω / 1Ω = 50.0

L1o = 2.0H / M = 0.053uH

L1n = L1 x K = 0.053 x 50 = 2.65uH

C1o = 1.0F / M = 0.026uF

C1n = C1 / K = 520pF

C2o = 1.0F / M = 0.026uF

C2n = C1 / K = 520pF 

                               L1 2.65uH

                        --+-- ///// --+--

                            |                |

                           = C1 520pF = C2 520pF

                            |                |

                          ///             ///

シミュレーション性能

5.000MHz -4dB

6.000MHz -7dB

10MHz -15dB

15MHz -18dB

20MHz -27dB

形式: バターワース パイ型5次

M = 6 x 10^6Hz / (1 / 2PI)Hz = 6000000 / 0.159154 = 37699335.24

K = 50Ω / 1Ω = 50.0

L1o = 1.61803H / M = 0.043uH

L1n = L1 x K = 0.043 x 50 = 2.15uH

L2o = 1.61803H / M = 0.043uH

L2n = L1 x K = 0.043 x 50 = 2.15uH

C1o = 0.61803F / M = 0.016uF

C1n = C1 / K = 328pF

C2o = 2.0F / M = 0.053uF

C2n = C1 / K = 1061pF

C3o = 0.61803F / M = 0.016uF

C3n = C1 / K = 328pF

                               L1 2.15uH     L2 2.15uH

                        --+-- ///// --+--///// --+--

                            |                |               |

                           = C1 328pF = C2 1061pF= C3 328pF

                            |                |               |

                          ///             ///            ///

シミュレーション性能

5.000MHz -1dB

6.000MHz -8dB

10MHz -28dB

15MHz -42dB

20MHz -52dB

​コイルはトロイダル・コアに巻きました。コンデンサーは手持ちの近い値のものを使っています。性能は第二高調波の10MHzで-40dBほどほしいところですが、シミュレーションでは-28dBで

(JF1VRR)