GigaSt Ver.5を作る

Index

• 概要
  • GigaStのスペアナキット
  • GigaSt Ver.5
• 組み立て
  • ケースの穴あけ
  • 配線
• 動かしてみよう！
  • TV放送
  • 無信号状態の記録
• トラッキング・ジェネレータの使い方
  • スルーで接続
  • フラット化する
  • 分岐コネクタに変更
  • 同軸を繋いでみる
  • ショートすると
• 感想

概要

GigaStのスペアナキット

• GigaStの青山さんが開発してキットを配布されている スペアナキットのVer.5が出ました。
• doggieさんのブログで紹介されていたので、欲しかったのですが、どうしようかな〜と思っているうちに予約終了に。。

• 実は、前バージョンのGigaStのスペアナキットは、以前の配布の時に分けて頂き、製作しました。
• GigaSt_Ver.3（4GHzスペアナ）
• GigaSt_Ver.4（7GHzスペアナ）

• スペクトラムアナライザは、ちゃんとしたものを買うとトンデモナイ値段です。
• アマチュアでは、ナカナカ手が出ません¹。
• しかし、GigaStのスペアナキットのお陰で、夢の測定器だったスペアナを手にすることが出来ました。

GigaSt Ver.5

• 今回は、USB接続になったので、SCAN速度が速い、シリアルポートが無くても大丈夫。
• USBバスパワーになっているので、ACアダプタが必要ありません。
• 周波数範囲が12GHzまで拡張されている²とか、
• SPANが12GHzまで広げられる³とか、
• その他多くの機能拡張されてるんだけど、自分的には、最初の２つが魅力的でした。
• まぁそれでも、１〜２月の配布の際は見送り。。

• やっぱり欲しいかもと思いはじめて、5月1日に再配布されていたので今度は申し込みました。
• 大人気なので、しばらくは連絡が来るのを楽しみに、予約待ち〜〜
• 7月16日に、青山さんから連絡があり、振り込んだら7月18日にはもう届きました。

• これは、キットというより完成品ですね〜。ちょっと寂しい気もしますが。。
• 本体は、GigaSt4と同様に基板をシールドにしたモジュールになっている。
• さらに小型化されて、消費電流も減っています。それで、USBバス駆動に出来たんですね。

組み立て

• ケースは、テイシンのTC-113。GigaStのVer.4を作った時に余計に買っておいたもの。
• Ver.4より小型化してるので、USBシリアルモジュールを入れても余裕がある。

ケースの穴あけ

• V5の本体基板は、TC-113の場合は7mmのスペーサで浮かせると丁度真ん中にコネクタが来るみたいだ。
• V4に比べて、V5は長めのSMAレセプタクルなので、そのままで十分外に出る。現物合わせで6mmの穴を開ける。
• 真ん中はLEDの穴。久々に工作したので、ついイキナリ6mmのドリルを使ってしまった。
• 始めは3mm程度で開けてから、大きいドリルにしていかないとズレてしまうんだったっけ。
• 工作勘が狂ってるなぁ。。SMAの穴の方は慎重に開けました。

• USBシリアルインターフェースは、左奥にすると、コネクタ位置が気に入らないので、
• コネクタが向かって右奥になるように配置。10mmのスペーサで浮かす感じに。
• 3mmのドリルで２個穴を開けて、ヤスリで現物合わせでレセプタクルの形に。
• NF基板の電源は、基板に合わせてBNCコネクタにしました。あとは手持ちのトグルスイッチ。

• 一通り、穴あけが終わったところ。

配線

• というほどでは無いですが、GigaSt_V5の 回路図を見ながら接続。
• 本体基板上の電源パターンを切断して、電源スイッチを付けて、
• LEDに抵抗を通して、スイッチを通った後の電源に繋いで、
• NF基板用の電源を、背面に付けたBNCレセプタクルまで接続。
• シリアルインターフェースは、5ピンヘッダになっているので、ピンヘッダのメスで接続する。
• GNDが2ピンあるので、実質上４本繋げばOK！高さがギリギリだったなぁ。7mmのスペーサでも良かったかな？
• 使われているピンヘッダが、手持ちのメスより短めだけど、まぁなんとか接続できてるみたいなんで良しとする。

• 海の日でお休みだったので、ここまで一気にやりました。
• ショートしてないか、テスターで調べて、LEDが点灯することを確認する。
• まぁ大丈夫だろう。でもすぐに電源は切っておく。
• 疲れたので、チェックは、また今度。。

動かしてみよう！

• まずは、最新のコントロール用のPCアプリをダウンロードします。
• GigaSt_v5i

• アプリケーションは、ネットワーク上に置いたらうまく動かなかったので、
• ローカルのディスク上のディレクトリに置きました。

• 次に、メールに添付されている個別補正データを、GigaStのアプリのあるディレクトリにコピー
• 自分の場合は、af418.txt。元々入っているgigast.txtをgigast_org.txtにリネームして取っておく。

• それで、個別補正データをコピーしてから、gigast.txtという名前にします。
• 起動時にこのファイルが自動的に読み込まれます。

• 自分の場合は、FT232RLは良く使うので、FTDIのドライバはインストール済みだけど、
• わかんない場合は、 VCPドライバをダウンロードしておきましょう。
• その場合、GigaSt5とPCをUSBコネクタで接続して、ドライバのインストールをしろと言われたら、
• ダウンロードしておいたファイルの場所を、指定すれば良い。
• FTDIのドライバって何故か、もう一回インストールするように言うことがあるけど、その時はもう一度同じ事繰り返す。

TV放送

• 最近、受信状態が悪くて、まともに見れないんだけど、とりあえずTVアンテナ（ブースター付き）を接続してみる。

• GigaSt4に比べて、少し寂しい気がしたが、Im-CancelをOFFにするといろいろ出てくるので、
• GigaSt自体のスプリアスのようなものかもしれないなぁ。
• まともなレベルの奴は、アナログのUHF31ぐらいか。。

• デジタル放送は、アナログに比べると元々レベルが低いのかなぁ。この状態だとよく分からない。
• Ver.4と見比べた感じでは、スペアナの動作的には、どうも大丈夫みたいだ。

• いずれにせよ、やはりTVが全然見れないはずだよ⁴なぁ。。。
• まぁ、今は見てないから良いんだけどね〜。

• 結局、うちの電波状態が悪すぎて、あまり良く見れませんでした。。。

無信号状態の記録

• 一応、無信号状態を記録しておく。
• BAND0-1
• BAND1-2
• BAND2-3
• BAND3-4
• BAND4-7
• BAND7-12

• Ver.5では、全体の連続掃引が出来るので、それも記録しておく。

• バンドの繋ぎ目があるけど、全体で見れるのは便利だ。
• SCANが速くなっているので、全体でも１０秒掛かっていない。

トラッキング・ジェネレータの使い方

• 以前のバージョンを試した時には、いろいろフィルタがあったんだけど、
• 借り物だったから返しちゃったので、適当な測定できるものが無い。どうしようかなぁ。。

• 試しに同軸フィルタ（同軸トラップというのかな）を測ってみよう。
• 分岐のコネクタが必要だけど、SMAの分岐は持っていないので、BNCコネクタのケーブルでやることにする。

スルーで接続

• まず、TG出力とSP入力を直結する。
• ここでは、分岐ではなくストレートのコネクタを使う。

• CenterとSPANを設定したら、ModeでTGをONにする

• トラッキング・ジェネレータの出力が見えている。
• この例では、4つのBANDに跨ってSCANしているので、BANDの境目が見える。

フラット化する

• この状態では、TGとスペアナの特性が邪魔なので、
• FlatのチェックBOXをチェックして、フラット化する。

• これでも良いんだけど、0dBでフラットになッて見づらいので、
• 波形のポジションを、左側のスクロールバーで、-10dBの位置にずらしてから、
• 改めてフラット化しなおす。

• で、さらにPauseをチェックして、SCANを停止し、
• Holdをチェックして、現在の状態を画面上に残すようにする。

• BANDを跨ってSCAN出来るようになったので、ちゃんとフラット化すれば、
• すごい広い範囲が見れるようになったな〜。

分岐コネクタに変更

• 同軸を分岐させるために、スルーのコネクタを分岐のコネクタに変更する。

• 分岐コネクタに変更した状態で、ちょっと見てみる。PAUSEを解除してSCANすればよい。
• 分岐コネクタ自体がトラップとして働いているようだ。

同軸を繋いでみる

• 同軸線をつないでみる。約30cmの3C-FV。GigaSt3用に作った75Ωのケーブルだけど。

• 同軸フィルタの特性がみえる。4GHz/10.5=約381MHzで繰り返しになっている。

• 波長＝光速／周波数＝300000000/381000000≒0.787m
• 1/4波長≒0.197mだけど、同軸ケーブル内では電波も減速するから、
• 0.2/0.3=0.67で、短縮率が0.67ぐらいって事かなぁ。

• 同軸トラップは、1/4波長のケーブルの端がオープンなので、
• 逆側はショート状態になってしまうからその周波数を通さないという理屈⁵だったと思う。

• 今度は、約53cmの同軸線をつなぐ。これは3D-2Vだからちょっと違うかも。
• 本来は同じケーブル使わないと比較にならないんだけど。。

• 同軸フィルタの特性がみえる。4GHz/21.5=約186MHz間隔だ

• 波長＝光速／周波数＝300000000/186000000≒1.613m
• 1/4波長≒0.403m、短縮率は0.403/0.53≒0.76、ちょっと怪しいが。

• まぁ、コネクタが付いてるから単純には計算出来ないけど、それなりに測れていると思う。
• 特性が目に見えるから、カット＆トライで調整することは可能だな〜。

• 試しに、短い変換コネクタを付けてみる。これも極く短い同軸のように働くはずだ。

• ざっと見て、約1.55GHzの処にノッチが出来る。1.55×2＝約3.11GHzかな。

• 波長＝光速／周波数＝300000000/3100000000≒0.0965
• 1/4波長≒0.024m、多分、数cmの同軸が繋がっているようになってるんだろうなぁ。

ショートすると

• ちなみに、オープンじゃなくて、ショートするとどうなるのか見てみる。
• 分岐した53cmの同軸の先を、オープンとショートさせたものを比較。（見やすいようにSPANを400MHzにした）

• コネクタでショートしてるので、ちょっとズレてるけど、
• 通過する周波数と遮断する周波数が逆になっている。
• つまり、1/4波長の片方の端がオープンなら、逆端がショートになり、
• ショートなら、逆端はオープンになるということなのか。

感想

• いろいろ簡単に実験できるのは本当に楽しい。
• 電源がUSBバスパワーになったので、簡単に接続できるのが嬉しい。

• ハードウェアの機能は大満足ですが、アプリの方は、画面表示が少し乱れることがあるのがちょっと不満かも。
• まぁ、これは画面のハードコピーを残しておきたい時だけの問題なんだけど。

• 高周波の知識はあまり無いですが、またいろいろ実験してみよう。
• 手頃な価格でキットを配布しているGigaStの青山さんに、改めて感謝です。