簡易スペアナ≪ＦＲＭＳ２≫製作準備開始

アマチュア無線関連でアンテナの調整や高周波機器の自作などで深みにはまっていくと, どうしても欲しくなるのが高周波系の高価な測定機です。

無線機テスターやスペクトラム/ネットワークアナライザーがあればほぼどのような測定も可能ですが, 如何せん非常に高額です。新品で数100万円, 中古で数10万円。今どきは普及帯のアマチュア無線機でも30万円くらいしますので, だとすれば, 中古のスペクトラムアナライザーなら購入も可能と言えないことも無いのですが, さすがに個人で数10万円も出す人は少数と思います。

と言うことで, 出来るだけ安価でありながらも使用目的にあった測定機を求めて暗中模索となります。

私が導入した高周波用測定機器 (カッコ内は入手月)
1)SWR, パワー計  (2007年5月)
　ダイワ 「CN-101」 1.8MHz～150MHz
2)アンテナアナライザー (2010年5月)
　リグエキスパート「AA-230PRO」 0.3MHz～230MHz
3)オシロスコープ (2010年9月)
　岩崎通信機「SS-6613」 アナログ ～60MHz
4)簡易スペクトラムアナライザー (2010年10月)
　「GigaSt Ver4」 ～7GHz

取り敢えずこれだけあれば大抵の用事は済むはずですが, 無線機器の自作や調整となると, 使える機器が無く困ってしまいます。

例えば, ヘテロダイン受信機の中間周波数(IF)で使用されるフィルター(455KHz～10MHzくらい)の特性を計測するためにはHF帯でかつ, 1Hzステップでトラッキングが可能なスペクトラム/ネットワークアナライザーが必要です。手持ち機器ではGigaStが簡易スペクトラムアナライザーの機能を持っているのでフィルターを計測出来そうですが, 周波数ステップが10kHzと荒く帯域幅が6kHzだとか300Hzだとかのフィルターを計測することは出来ません。なので, 何とかしたいと思っていました。

この目的に合致した測定器として, CYTEC/サイテックさんのところで考案して頂いた「FRMS」と言う周波数特性測定システム(簡易スペクトラムアナライザー)があります。
フィルターの測定などHF帯狭帯域特性の計測を目的に考案, 開発されたもので, 特徴は何と言っても非常に安価に準備出来ることです。全ての部品を購入したとしても2万円程度で済みます。

但し, 唯一の難点は, 部品の発注, 電子部品の取り付け, ハンダ付け, アルミケースの加工, 部品の組み付けなど全て自分でおこなう必要があることです。

電子工作が好きだとか, 慣れているとか, それが仕事だとかと言う方は苦も無いでしょうが, 年に数回ハンダコテを握る程度のにわかラジオ中年には非常に敷居が高く, 今まで越えることが出来ない壁でした。

しかし, それではいつまでたってもラチがあかないので(仕事も同じですね),意を決して部品を発注し製作を開始することにしました。まずは部品が無いと次に進まないと言うところもあります。

最初の難関は小遣い, へそくりが無いことです… 悲しいかな2万円を払うことが出来ません。ヤフオク出品で捻出予定でしたが, こちらも腰が重くて思うように進まず, 結局は嫁さんから前借りしての部品発注となりました。
※パソコンや学習用書籍など趣味用か内職用かグレーで判別出来ないものは家計持ちで購入しておりちょっと高額でも買えますが, 完全に趣味のものは少ない小遣い(月5千円)からやりくりして購入しており, 日々赤貧との戦いとなっています。なので, どうでも良いのですが, 自分で嗜好食品を買うようなことは殆どありません(ましてや義務以外で飲み屋に行くことなど一切無い)。

まずは, CYTECのJE1AHW/内田さんに連絡して, FRMSのプリント基板とプログラム書き込み済のCPU(PIC)を譲って頂きます。
なお, CYTECでは回路図, 基板のデータ, 部品一覧表などの必要情報をWebで公開しているため, その気になれば, プリント基板なども製作可能です。
私はエッチング機材, PICに書き込む機材や製作経験そのものが無いため内田さんにお願いしました。基板は内田さんの手作りだそうですが, 綺麗に出来上がっており満足いくものです。
CYTECから基板を購入すると, 基板の他, Webでの公開情報と+αの情報が納められたCDが添付されてきます。

1)FRMS基板キット 1set  \3000(税, 送料込み, CD付き)
2)PIC16F873      1set  \1400(税込み)
                 合計  \4400(税金, 送料込み)

なお, FRMSとは「Frequency Response Measuring System」の略で, 2011年10月現在「第4世代」となっており, 2世代目から「FRMS2」の名称となっています。
今回は最新バージョンの第4世代目(OPアンプがLM7171仕様)の回路を採用しています。

CYTECから届いたFRMS基板, CPU, CD


JE1AHW氏作のFRMS基板 きれいに仕上がっています


後は, パーツリストの情報を元に不足部品をパーツショップに発注します。私は, 抵抗, コンデンサー, トロイダルコア, 同軸ケーブル, スペーサーなど一部手持ち部品がありましたが, 残りの殆どをパーツショップ(秋月電子とマルツパーツ館)から購入しました。購入総額13,269円。
手持ちパーツの全部を購入したとするとたぶん+3000円前後くらいだと思います。CYTECさんからの購入4,400円+13,269円+3,000円+振込代=21,000円+αくらい(若干オリジナルの仕様と異なっていますので, オリジナルならちょっと安いと思います)。

コアパーツ 秋月電子 DDS2キット


IC類


抵抗, コンデンサーなど(多めに準備しています)


線材類


購入部品でオリジナルと異なる点がいくつかあります。
1)径10mmの10kΩ可変抵抗が生産中止品になっています。
　ネットのパーツショップでも売っていません。廃版部品専門店で
　1個30円で買えますが送料, 手数料が1300円だったりします。
　秋葉原なら楽に見つかると思いますが, 地方の方は非常に入手が
　難しい部品です。内田さんに相談したところ, グラフの表示位置
　を可変させるための抵抗で, 機能を果たせばどのような形状でも
　良く, 10kΩでも100kΩでも良いとのことで, 適当に穴開けして取
　り付けて頂いて良いとのことです。
　私の場合, 幸い, たまたま立ち寄った会津若松唯一のパーツショッ
　プに10mm径30kΩのそのまま取り付け可能な可変抵抗が置いてあっ
　たため1個買ってきました。

たまたま手に入った30kΩの10mm径可変抵抗


2)コモンモードノイズ防止用に大型のトロイダルトコアを準備しまし
　た。
　効果があるのかどうか不明ですが, 後で困らないように, これでも
　か言うくらい大きなもの(アミドン FT-114, 43材)2個を準備しまし
　た。同軸ケーブルのところに使う予定です。そのため同軸ケーブル
　も極細のものを数m準備しています。
3)ケースを指定のタカチYM-180から1サイズ大きなYM-250に変更してい
　ます。
　大型コアを置けるように大きめのものにしました。

タカチ ケース YM-250


4)他の配線のコモンモードノイズ対策にコアを準備しました。
　高周波機器経験の少ない私が言うのもなんですが,「電線をみたら
　アンテナと思え」との自前の教えに基づき, 同軸ケーブル以外のケ
　ーブルにもフェライトコアを入れることにしました。電源ケーブル,
　RS-232Cケーブルに取り敢えずアイミドンの「FB801」を入れます。

ケース加工のためポンチ, リーマーも購入


残りの購入部品はミノムシクリップぐらいで, ほとんど準備が整いました。

機は熟した。

あー, でも腰が重い。さて, いつ完成することやら…