マニアindex まにあ?おたく?
マニア、おたくに必要な情報を、雑多に羅列です。

9. FM変調のステレオ化

アマチュア無線で、高音質の通信を追求するには?

バブルの時代を過ぎても相変わらず、通信は音の品質が悪い状態が続いています。
当時は、どの周波数に出ても大勢の人であふれていました。混んでいたのです。
ナロー化が進みました。
ところが、現在スマホの普及により 若者は、無線通信に興味を示さなくなりました。
どの周波数も、ガラガラです。特に田舎では、運送業に乗っ取られています。
閑古鳥が鳴いている今こそ、実験研究のチャンスのはずです。

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こんな、年寄りだらけのアマ無線界に新しい風が必要です。
年配のJARL諸氏。お金儲けにいそしむJARD。無線界の発展の為に考えを変えませんか?
メーカー製の無線機。メーカー製のアンテナ。お決まりの電波形式。それでないと許可しないなんて?
いつの間にか実験研究が、出来なくなってしまいました。
皆で、アマチュア憲章何ぞ忘れたよー....って。聞こえてきます。

一部の人間は、不当な制限から脱出したいと思う事も有る。
ひとは、悪法も法だと言う。
実験、研究が出来る余地も無くされ、バンドプランだけに、形骸化された文字だけが残っている。

従順な方は、高音質の通信が出来ない電波形式を使い、いい音だとか、悪い音だとか、言い合ってる。
そもそも、音声の帯域は、3KHzまででは無く、耳に聞こえる周波数の範囲が、妥当だと思う。

十分な信号強度では、A3 AM 又は F3 FMが高音質を確保するのに、都合が良い。
帯域が許すなら、AD変換し、デジタルのまま送信も良いと思う。

まずは、FMで挑戦です。
周波数の安定は、PLLシンセサイザー方式でVCO発信を使い、変調を掛けます。

VCOの例


周波数変調は、VCOが良い。
水晶に変調しよう。は、駄目です。

良い音で受信するには、巷にあふれているFMチューナーや、ステレオコンポなどを利用しましょう。
押し入れに、古い物が眠っているかもしれません。復活させましょう。

クリコン(クリスタルコンバーター)を作って、アマチュアバンドを受信出来るようにします。



何十年か前に手に入れたFM送信ユニットを利用します
※PLL回路と、VCOのみ利用します。
ステレオ変調回路は(IC)、特性が悪いので部品を取り外します。OPAMPを4558に取り替えます。





FMステレオの仕組み
L、Rの信号の帯域を15kHzまでで制限します。
プリエンファシスを50μsに設定します。

[(L+RとL-Rの信号を作ります。)
(L-Rの信号をつかって38kHzの周波をもつキャリア信号をAM変調します。
これによりAM変調ですから38-15=23kHzから38+15=53kHzまでの帯域をもつ 信号になります。)
(19kHzの周波数の信号(パイロット信号)とL+RとAM変調されたL-Rの信号を 足します。)]

実際には、38kHzをスイッチする方式なので、和とか、差とか考えなくても、コンポジット信号が、できあがります。
それに19kHzのパイロット信号を足す。

こうすると 20Hz-15kHz,19kHz,23kHz-53kHzという帯域をもった信号 (ステレオコンポジット信号)ができあがります。
このコンポジット信号が、L+Rを基本にして19kHzがないとモノラル、 あるとステレオとなる基準信号です。
変調帯域幅
±100kHzで200kHz

アマチュア無線の場合
電波の型式 F3E = 40kHz 周波数変調:アナログ信号の単一チャネル:電話(音響)
平成21年3月17日 総務省告示第125号 (平成27年1月5日施行)
昭和のデータは、リンクは有るものの削除されていました。
ガラガラのお空なのに、未だにナロー信仰。とっくに根拠が無くなったのに!!


どうも、40kHzに押さえる必要がありそうです。放送の五分の一。
19kHzと38kHzは、変更出来ませんので、無変調でもパイロット信号(10%)があるのでギリギリです。
38kHzのL.R差信号又は、L信号R信号を乗せられません。
実験、研究の為に、是非許可願いたいものです。



ステレオコンポジット信号発生器の例





コンポジット信号波形

1KHz片チャンネル入力時



シンクロのゼロ点が少しずれていました。失礼


変調器 53Kフィルター 1W送信部



右下の古い茶色基板は、38KHzと19KHzを発生し38KHzをSWして、コンポジット信号を作っています。
53Kフィルターは、シールドケースに入っています。電源トランスから一番遠くしてあります。


パイロット信号位相調整回路



やはり、チャンネルセパレーションとか、位相歪みとかを追求すると、それなりの回路を組まないと駄目の様です。
スイッチング用に使うダイオードは、1S1588が超優秀でありました。1S2076も良さそうです。
ショットキーは、立ち上がりは早いけれど直線性の良い物が見つかりません。
ダイオードを八つ使う回路例では、1S306を使った昔のNHKの変調器を見たことがあります。(MSG-211F)1974年頃~




送信部のスプリアスを測定



-60dBには、届いていない様です。

クリコン付の、FMチューナーでモニターすると、自分の声が素敵に聞こえて来ます。


コンポジット信号には、フィルターが必要です



インダクターのキリの良いのは、470Ωで設計した2mHです。
オーディオ信号は、600Ωで扱うのが普通ですが、今回は470Ωを採用しました。

スペアナ等で、38KHzの偶数又は奇数の高調波が-50dB以上出ている場合は、インダクタに、Cを入れキャンセルします。
LPFのCを調整して、シンクロスコープでの観測波形を理想に近づけます。(上記写真コンポジット信号波形の様に)






自作無線機の免許申請。敷居が高すぎる様です。スペアナを持っている人は、そう多く有りませんし
毎年、校正に出せるお金持ちは、少数派でしょう。


回路図又は、ブロックダイヤグラム、送信系統図、試験の目的、スペアナでのスプリアス測定データ等々
後、何が必要ですか?
許可が下りるかどうか?多分無理。年寄りには、残り時間が少ないのです。ダミーでの漏れ電波で伝搬試験は、出来ません!

今後、アマチュアが活躍出来るとすれば、新しい電波型式と、新バンド解放ぐらいでしょうか?








書きかけです。つづく・・・・・・・・。