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2018年5月21日 9時30分
TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第22期無線工学第6章FM送受信機 (2)PLLとは?
 
              第6章FM送受信機
                 (2)PLLとは?

PLL直接変調に先立ちましてPLL とは、何かと言うお話
話を致します。
今回お話をします PLL は 平成 24年8月期から出題され
る様になりました。 本来  半導体・電子管・電子回路の
章で扱うのですが、 半導体・ 電子管・ 電子回路として
の出題は、なさそうなので割愛しましたが   FM 送受信
機として必要になりましたのでお話をする事と致しまし
た。

電波は、高周波(周波数の高い交流)をアンテナへ繋ぐ事
で輻射出来ます。
高周波は、発振器で作られます。
発振器とは、振動を発すると言う意味です。

日本語では、エンジンの事を発動機と言います。これは
、動きを発すると言う事から来ています。

発振器には、コンデンサー(C)とコイル(L)または、抵抗
を使用してコンデンサーへ電気を蓄えたり、放電させる
と言う繰り返しを起こさせる事で発振する方法と、水晶
振動子を振動させて高周波を得る方法があります。
コンデンサーとコイル、又は、抵抗の組合せを使って振
動を得る方法は、  振動数が周囲の温度や これらの部品
を揺らす事による 物理的振動等で 発振周波数が 変動し
易い短所があります。
長所としては、可変式のコンデンサーを使う等で発振周
波数を簡単に変えられる事が挙げられます。

一方、水晶振動子を使用した発振器の場合は、周波数が
極めて安定していると言う長所があります。
無線局の周波数が 1つに決まっている場合は、これで良
いのですが航空無線の様にチャンネル数が多い場合は、
チャンネル数分だけ水晶振動子を用意して切り替えなけ
ればなりません。
水晶振動子は、高価ですので経済的でありません。

そこで周波数が安定していて、なおかつ、様々な周波数
を発振する事を目的に考えられたのが今回お話をします
PLLです。

PLLとは、Phase Locked Loop の事で試験では  ”位相
同期ループ”と呼ばれています。

[PLLの原理]
図は、平成25年2月期に出題された構成図を当ブログの
画像の表示に合わせたものでVCOがLPFの下に描いてあ
ります。




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当塾は、昨年の10月でまる10年になりました。
ここまで続けてこられま
したのは、皆様方のお陰と感謝して
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2018年5月21日 8時37分
TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第22期無線工学第6章FM送受信機 (5)FM受信機の構成
 
                第6章FM送受信機
                (5)FM受信機の構成

今回は、FM受信機の構成についてお話をします。
お話を簡単にする為に 現在主流となっていますダブル
・スーパー・ヘテロダインでは、 なくシングル・スー
パー・ヘテロダインでお話をします。
お話の内容は、 AM(DSB) 受信機と基本的な部分は、
同じですが、FM受信機特有の回路が有ある事と特性が
一部違います。その違いを理解して下さい。


  

太字の部分は、FM特有の物又は、DSBの物とは、特性
が違う物です。その他は、DSB 受信機の復習にご活用
下さい。

1.高周波増幅器
  空中線で捉えた微弱な電波(空中線の長さにより受
  信出来るおおよその周波数が決まります。)の内 目
    的の周波数を増幅する回路です。
    
2.局部発振器
  高周波増幅器で増幅した目的の周波数の電波を中間
    周波数に変換する為に使われます。
  目的の周波数より中間周波数だけ高い周波数又は、
    中間周波数だけ低い周波数を発振します。

3.周波数混合器
  受信を希望する周波数を fo とします。  局部発振器
    で発振する周波数を f1とします。そして中間周波数
    を IF1 とします。

    IF1 = f1 − f0 

  小学校の理科で2つ周波数の近い音さを同時に鳴ら
    しますと音が大きくなったり小さくなったりを繰り
    返していた事を経験されたと思います。
  これをビートと呼びます。
  音の大きさが変化する周期をビート周波数と言いま
  す。
  中波周波数をビートとして作り出すのが周波数混合
    器です。

送信機と受信機では、 搬送波の周波数を変える方法の
違いが重要ですので、ここで整理しておきましょう。
 
搬送波の周波数を変える方法
 送信機・・・ 発振器で発振した周波数を逓倍器によ
        り整数倍にします
。FM送信機及びAM
        送信機(高電力変調方式の場合)で使用
        されます。
 受信機・・・ 受信希望周波数と中間周波数分だけ離
        れた周波数を発振する局部発振器の高
        周波とを周波数混合器に送り込み差分
        の周波数であ
る中間周波数に変換しま
        す。
            (この方式は、 SSB送信機や低電力変
                     調方式AM送信機でも使用されます。)

試験において、この違いが問われますので、 よく理解
しておいて下さい。逓倍は、変換後、 波形が歪んでし
まいますが、周波数混合では、歪みません。

4.中間周波数増幅器


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2018年5月20日 9時30分
TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第22期無線工学第6章FM送受信機 (1)FMッテ何?
 
            第5章 FM送受信機
             (1)FM変調とは? 

航空業界を目指す皆様が使用される事になる電波の変
調方式は、振幅変調、SSB、そしてFM 変調です。 空中
線や航法支援装置の知識は、不可欠ですが、それと並ん
で通信をする為の変調方式を理解する事が重要になりま
す。
以上の変調方式を3つ合わせますと 毎回の試験で航法
支援装置と同じくらいの数の問題が出題されています

各無線従事者試験では  その資格毎に必要な事柄が一
番出題されると言う事を折に触れてお話しています。

と言う訳で今回から FMの送受信機についてのお話で
す。
FM とは、FM変調の事でFM放送や2011年の7月迄放
送されていました 地上波のTVの 音声やアナログ衛
星放送の映像と音声の変調に使われていました。
TVの放送には使われなくなりましたがラジオの FM
放送や通信には、今でも使用されています。
一般的にはステージ上の 歌手や TVのスタジオで喋っ
ているタレントさんとかが、胸に付けているマイクと
して目にされています。
あのマイクは ワイヤレス (無線の意味) マイクで  FM
変調方式の送信機の一種です。

また、航空業界を目指す方には、空港内で航空会社の
人が忙しそうに歩き周りながら使用しているトランシ
ーバーがFM変調である事をお伝えしておきます。
また、皆様があまり目にしない所では、地上の移動局
( タクシー無線等) の通信に使用されている 変調方式
もFM 変調です。(※ タクシー無線も デジタル変調へ
移行中です。)

それでは、FM 変調とは、どの様な変調かを見ていき
ましょう。


FMの変調波形
無線通信には、電波が使用されますが電波は、伝わる
る空間の媒質が変わらなければ 永遠に飛び続けます。
少し、驚きですね。
その証拠に電波の一種である光は、何億光年も飛び続
けています。なんか変ですが納得して頂けましたか?
また、媒質が変わるとは、空から射す日の光が、ビル
で遮られ、ビルの裏に影が出来るのは、光が空気中か
からコンクリートと言う媒質へ進んだからです。
(ビルの裏側が真っ暗にならないのは ビルの裏の建物
等からの反射光の為です。)
永久に消滅しない光や電波も伝わる媒質が変わると消
滅してしまうのです。

しかし、電波がどんなに遠くへ届いても電波だけでは
何の情報もありません。
電波に情報を載せる事変調と言います。
電波の元となる高周波(周波数の高い交流)の変化させ
られる要素は、以下の3つです。



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2018年5月18日 9時30分
TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第22期電波法規第5章無線設備 (1)電波の質(送信設備・受信設備)
 
             第5章無線設備
             (1)電波の質(送信
                        設備・ 受信設備)
        赤紫色の文字は、法規の用語
           のページを参照して下さい。


今回は、電波の質についてのお話です。
電波の質と言われても何の事だかお分かりにならない
事と思います。
電波においては、決められた「周波数」、決められた
「帯域幅」、「不要輻射」の許容値を持って電波の質
と言います。
それでは、1つ1つについて見ていきます。

(1)周波数の許容偏差
  無線局には、割り当てられた周波数(通信に使用さ
  れる周波数)があります。
  その指定された周波数に対し寸分の狂いもない周波
  数を送信出来ればよいのですが、出来るだけ指定周
    波数を送信する様に努めても、実際には、割り当て
    られた周波数と送信される周波数の間に差が出ます
    。

  (割り当てられた周波数) と (実際に送信される周波
    数の差) ・・・・・・・周波数の偏差と言います。

   周波数の偏差が許される範囲を 周波数の 許容偏差
     と言います。
   周波数の許容偏差は  周波数帯、無線局の業務の種
     類により違います。

   無線局が 送信する周波数が 許容偏差内にありませ
     んと 近くの周波数で通信する無線局の通信に 混信
     を与えてしまいます。
   ですから  各無線局は、送信する周波数を許容偏差
     内に納めなければなりません。
   周波数とは、航空機の飛行コースの様なものです。
     指定されたコースからずれれば  異なる目的の航空
     機との衝突も有りえる事です。

(2)占有周波数帯域幅の許容値
   例えば航空無線に使用される DSB(A3E)の場合で
     すと 3 [KHz] 迄の周波数の音声信号を送る必要が
     ありますので +/−3 [kHz]つまり帯域幅が 6 [kH
     z] になります。


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2018年5月16日 9時30分
TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第22期無線工学第5章SSB送受信機 (4)SSB受信機の構成
 
              第5章SSB送受信機
             (4)SSB受信機の構成
 
ワザワザSSB受信機と銘打ってお話しますのは、 AM受
信機や FM受信機とは、違う独特の回路が有ったり、求
められる性能が違うからです。
第4章でお話をしましたAM(A3E)の受信機と何処が違い
、何処が同じか整理しておいて下さい。
 

左上の空中線の後からお話をします。
なお、今回のお話では、要点のお話だけですので、シン
グル・スーパー・ヘテロダイン方式でお話をします。な
お、A3Eの受信機と同じ所は、第4章の DSB送受信機で
復習しておいて下さい。

(1)高周波増幅器
  これは、A3E受信機の時と同じです。

(2)周波数混合器、第1局部発振器
  これも A3E 受信機の時と同じでいきなり高周波増
      幅器で 必要なだけ増幅してしまいますと 増幅回路
      の中で発振してしまいますので、  発振しない程度
  の増幅をして  更に増幅する為に中間周波数に変換
  する回路です。

(3)帯域フィルター
  DSBや FM の中間周波数増幅器では  それぞれの変
  調波の帯域幅より広い帯域を増幅してもそれ程  支 
      障は、ないのですが SSB の場合は、出来るだけ 3
      [kHz]の幅以外は、通らない様な鋭い特性 (必要な
      周波数の幅だけ) の帯域フィルターが必になりま
      す。

  帯域幅が、 DSB 半分である事を理解しておいて
      下さい。

(4)中間周波数増幅器
  これもA3Eの場合と同じです。

(5)検波器
  色々な方式がありますが、簡単な方法としては、前
      回お話をしました平衡変調回路がそのまま使用でき
      ます。


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