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2017年10月16日 9時30分
TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第21期工学第4章DSB送受信機 (3)DSB受信機の構成その2
 
              第4章DSB送受信機
              (3)DSB受信機の構成
                   その2


前回は、電波と言う高周波を捉え周波数を変換して増幅す
る所迄のお話でした。前回の最後にお話した所は、中間周
波数増幅器で、まだ、周波数が低くなったと言っても、高
周波です。今回は、この高周波から音声信号を取り出す検
波器からのお話です。


   
6.検波器( Detector )
  航空無線では、118 [MHz] 〜 137 [MHz]の周波数
     を使用しています。
  図-10 の最初の中間周波数増幅器の周波数は、10.7
  [MHz] です。
  第二の中間周波数増幅器の周波数は、455 [kHz] で
     す。
  118 [MHz] 〜 137 [MHz]  の間の周波数から 選ば
      れる受信周波数は、最終的に全て455 [kHz]に変換
      されるのですが、455 [kHz] と言う周波数も  高周
      波と呼ばれるのに十分に高い周波数です。
  それに比べて電波に乗せて送られて来る音声信号は
      遥かに低い周波数で 低周波 と呼ばれます。 英語で
  は、Audio Frequencyと呼ばれます。

  航空無線の場合は、数十[Hz]〜3 [KHz]です。

  DSB では、搬送波の振幅が音声信号の大きさで変
  化させられています。
  455 [kHz] のDSBの高周波も同じく、音声信号の
      大きさでその振幅が変化しています。
  搬送波の周波数だけが  455 [KHz] になった高周波
      から音声を取り出す検波のお話をします。

  図-11 に検波の原理を示しておきます。
   

    振幅変調された信号が左側から検波器に入力されま
      す。



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2017年10月15日 9時30分
TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第21期工学第4章DSB送受信機 (3)DSB受信機の構成その1
 
                第4章DSB送受信機
                (3)DSB受信機の
                  構成その1

今回と次回の2回に分けて、 受信機の代表的な方式であ
るスーパーヘテロダイン受信機の動作(構成)についての
お話を致します。

前回、お話を致しました送信機では、発振回路で発生さ
せた高周波の振幅を音声信号で振幅変化をさせた変調波
をアンテナへ繋ぐ事で音声を遠くへ送る事が出来ると言
うイメージが出来た事と思います。

私が中学生の頃は、その知識を元に送信機を作り実践す
る環境が社会に有りましたが、今は、なかなかそうもい
きませんので想像をして頂き、航空通の免許を取って通
信をする時に先のイメージを実感して頂く事になるかと
思います。

さて、送信については、ある程度、イメージされた事と
思いますが、飛んでくる電波からどの様に音声を取り出
せばよいのでしょうか?

ここからは、先に述べました受信機の受信方式の1つで
あるスーパー・ヘテロダイン方式についてのお話になり
ます。

受信機の方式には、スーパーヘテロダイン方式以外にも
有りますが、50 年以上前から 無線通信の為の受信機に
限らず TV受信機等でもこの方式が主流です。勿論、 ス
マフォや携帯電話の受信部もこの方式(変調方式は、 違
います)です。

試験には、それぞれの資格にとって重要な事柄が良く出
題されると言う事をお話していますが、当然、無線通信
を行う航空無線通信士にとって、 受信機は、無くては、
ならない物ですので良く出題されます。

それでは、スーパーヘテロダイン方式とは、どの様な方
式の物なのか見ていきましょう。
そして最後にスーパーヘテロダイン受信機の動作全体を
振りかえってみます。

空中線と電波伝搬の章で空中線から電波を輻射する原理
をお話しましたが、空中線には、可逆性があり、受信に
も使えます。
空中線は、 使用する周波数に同調しています。 その為、
TV のアンテナを例にとりますと、 すでに終了しました
アナログ放送のアンテンは、VHF帯(地域により違いま
すが、概ね、都市部の場合)で、 現在の地上デジタル放
送のUHF帯のアンテナより大きいものを使用していまし
たが、これは、周波数が低いからです。
空中線は、その空中線の大きさにより決まる共振周波数
の前後の周波数の電波が到来しますと、空中線に電圧が
誘起します。
電波には、波長(:λと表されます。)と言うものがあり
ます。
電波の速度:v は、30万[Km/s] です。
航空無線の周波数を計算し易い様に  100 [MHz] ( 1 x
10^8 ) として波長の長さ:λを計算してみますと
 
    λ = 3 x 10^8 ÷ 1 x 10^8
                  = 3 [m]

になります。次に、携帯電話の波長;λを計算してみま
す。
計算しやすい様に携帯電話の周波数を1[GHz] ( 1 x 10
^9 )としますと

    λ = 3 x 10^8 ÷ 1 x 10^9
      = 0.3 [m]

となります。

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2017年10月14日 9時30分
TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第21期工学第4章DSB送受信機 (2)DSB送信機の構成その2
 
                        第4章DSB送受信機
             (2)DSB送信機の構成その2


今回は、DSB送信機の構成の続きで励振増幅器からお話
をいたします。
  
※発信器は、発振器の間違いです。

前回に続き図-2をご覧ください。

(4)励振増幅器( Drive Amplifier )
  周波数逓倍器の信号を 電力増幅器で必要な電力まで
  いきなり増幅できませんので、 予め有る程度増幅す
  る回路
です。
  ( この後にお話します電力増幅器で 必要な電力を得
  る為には、有る程度の大きさに信号を電力増幅器し
  ておく必要があります。例えば、周波数逓倍器の出
  力が 1[mW] { 1[W]の1000分の1 }とした時、そ
  の信号を電力増幅器でいきなり 数 [KW]と言う程の
  増幅率は、得られないからです。)

(5)電力増幅器
  試験では、電力増幅器 と呼ばれていますが、 通常、
  段電力増幅器と呼ばれます。
  この回路の後は、 アンテナと言う事で送信機として
  終わりの段ですので良く Final (stage)  とも呼ばれ
  ます。
  励振増幅器の出力を 所要な電力に増幅する役目が
  あります。
  航空無線においては、 VHF帯でのグランド・コント
  ロールの 10[W]〜HF帯における洋上管制の 2[KW]
      迄の電力迄に増幅します。
  放送局などでは、数十[KW] 〜数百 [KW] まで増幅
     します。
  又、電力増幅器では、 変調増幅器からの音声信号で
  振幅変調を行います
  
  [電力増幅器で変調出来る仕組み]

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2017年10月13日 9時30分
TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第21期工学第4章DSB送受信機 (2)DSB送信機の構成その1
 
                  第4章DSB送受信機   
                (2)DSB送信機の構成その1


DSB送信機の構成について、 今回と次回の2回に分け
てお話しを致します。
構成その1では  水晶発振器から周波数逓倍器迄のお話
をします。DSB送信機には、高電力変調方式と 低電力
変調方式が有りますが、 今回は、低電力変調方式を割
愛します。

  
  お詫び 図の”発信器”は、正しくは、”発振器”です。

  図-2の左上からお話をします。
(1)水晶発振器 
  送信周波数が変化してしまいますと、受信する側は
  、送信される周波数に受信周波数を合わせ続けなけ
     ればなりません。 航空無線の場合、受信周波数は、
  切り替え式ですので送信周波数のづれが大きくなり
  ますと受信出来なくなります。 これは、TV 放送の
      場合も同じで、皆様のご家庭にある TVのチャンネ
      ルを希望のチャンネルに合わせても TV局の送信周
      波数が 大きくづれてしまいますと 周波数の合わせ
  様がありませんので受信できなくなります。よって
  、送信機で作られる高周波には  高い 周波数安定度
  が求められます


  その為、安定した周波数の振動をする水晶振動子を
  使用した水晶発振器が用いられます。
  幾つかの周波数の内の 1つを切り替えて送信する場
      合 (航空無線やアマチュア無線等)には、水晶振動
      子で作られる 安定した発振周波数を元にして 安定
      した色々の周波数を作る シンセサイザー  (PLL) が
      用いられます。
  発振周波数は、安定した周波数を得やすくする為
  振周波数を低く
しています。
  
(2)緩衝増幅器


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2017年10月12日 9時30分
TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第21期工学第4章DSB送受信機 (1)DSBとは?
 
               第4章DSB送受信機
                (1)DSB(AM)とは?


今回からDSB送受信機のお話を致します。
第1回目は、DSBとは、何かと言うお話です。
DSBは、 皆様が航空無線通信士となったとき、 航空機
に設けられた航空機局と航空局(航空機の管制を行う陸
上に設けられた局やエアラインのカンパーニー無線の陸
上局)との交信において一番使用される変調方式ですの
で 理解しておく必要があります。
送信機は、高周波を発生し、その高周波を図-6の灰色の
棒で表した空中線に繋ぎますと空中線の周りに磁界が出
来ます。

 ※図番が以前描いたものを使用している為順不同にな
  っています。

磁界とは、磁石の力が及ぶ空間を言います。
高周波は、交流ですので電流の大きさと流れる向きが時
間と共に変化しますので、磁界の強さと向きも時間と共
に変化します。磁界が変化しますと電界が生まれ、その
電界の大きさと向きも元となった磁界が時間と共に変化
しますので同じく変化します。 
電界が変化しますと 磁界の変化を生みます
(電界とは、 電気の力がおよぶ範囲で、 静電気の力がお
よぶ範囲と考えて頂ければ、結構です。)
この繰り返しが電波です。電波は、空間を伝搬して相手
局へ届きます。 詳しくは、第1章の ”空中線と電波伝搬
”の ”(1)電波って何?”をご覧下さい。

こうして相手局に届いた電波には何の情報も含まれてい
ません。
そこで、送信側では、送ろうとする音声や音楽の信号で
電波を変化させれば相手局は、その変化を元に戻す事で
音声や音楽を聞く事が出来ます。

音声や音楽あるいは、データを含む情報高周波を変化
せる事
変調と言います。

電波から元の情報を取り出す事を復調(または、検波)と
言います。

それでは  DSBとは、一体どの様な変調方式なのでしょ
うか?

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