GigaSt Ver.5を作る

• 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

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。
  
  

  →USBシリアルインターフェース、GigaSt本体、そしてNF測定基板の３点のみ

• 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。
  
  

  →これは電子工作じゃなくてタダの工作だなぁ。。

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！

→完成！ちょっとシンプルすぎるかなぁ。

• 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。
  
  

  →なんか寂しいなぁ

  →GigaStV4で確認。やっぱり見えないなぁ。

  →イメージキャンセルをOFFすると、いろいろ出てくるが。。。

• 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。
  
  

  →Center6GHz、SPAN12GHz！

• 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
  
  

  →Center2GHz、SPAN4GHzに設定

• 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。