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SSBこらむ(main)SSBの屁理屈ページ

昭和37年開局当時は、自作無線機が当たり前(もっぱら壊れたラジオ・白黒TVが部品箱)。
勿論、真空管でA1/A3モガモガと聞こえる電波(SSB)が増えるに従って、SSB無線機の自作を目指した若かれし時代。(無線機を買えなかった)
このころは無線雑誌、技術本を夢中で読んでは、自作無線機の構想と思考錯誤の日々。

この頃の知識(技術者ではない私の雑知識)と経験を忘れはじめました。
薄れた記憶で書き留めようと「SSBこらむ」を書き始めます。
間違った解釈や、忘れている肝心部分など、お気づきの点がありましたら掲示板(BBS)で、ご指摘頂ければ幸いです。

SSB信号・SSB生成方式と実際など

 

(1)SSB(シングルサイドバンド)信号とは?
(2)SSB信号の生成方法は?
(3)フィルター方式の実際
(4)フェージング方式の実際
(5)ウエーバー方式の実際
(6)SSB用フィルターとは・・。
(7)フィルターの群遅延歪みについて
   
新項目準備中

SSBコラム-2(クリック)

SSBコラム-3(クリック)

SSBコラム-4(クリック)

自作時の簡易の調整ヒント
 キャリアポイント・サプレッション調整など
SSBジェネレーターを
        FFT・PCなどで観測!
「簡易スペアナ」でPSNの観測・調整
    PSN特性をリアルに画像表示・調整

Index

Index 

Index

(21)SSBの調整に使えるPCソフト
(22)フィルターとキャリアポイントについて
(23)XF/MF-ゼネレータの調整(シンクロで)
(24)XF/MF-ゼネレータの調整(受信機で)

(25)PSN-ゼネレータの調整(シンクロで)
(26)PSN-ゼネレータの調整(FFTなどで)

      新項目準備中
(31)PPPSNの周波数特性
(32)PPPSNの位相特性(リサージュ)
   新項目準備中
●「簡易スペアナ」観測システム図
●自作2列5段APF-PSN・455KHz特性
●APF-PSNの調整・調整模索
●RF-PSNの位相偏差の推測

 

 

(1)SSB(シングルサイドバンド)信号とは?

 

現在のアマチュア無線で使用されている音声通信は、ほとんどSSB(A3j)およびFM(F3)になってしまいました。

 

占有周波数帯域がHFを主に小さいSSB波は、音声通信・デジタル通信(PSK31・RTTY)・SSTV通信など、HF帯を主に運用されています。

**短波帯(3.5MHz、7MHzなど)を受信すると、モガモガと聞こえる電波がSSB波です。

 

 

 

 

従来の音声電話通信(A3、AMラジオなど)は両側波帯搬送波通信信号ですが、SSBとは抑圧搬送波単側波帯信号「Single-Saidband」です。

上側波帯信号をUSB(Uper-Saidband)、
LSB(Lower-Saidband)は、下側波帯信号です。

 

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(2)SSB信号を生成する方法は?

アマチュア無線では、大別して次の3通りの方法が使用されています。

  ●フィルター方式

メカニカルフィルターやクリスタルフィルターで、片方の側波帯信号を除去しSSB信号をつくります。
簡単にSSB信号を生成でき、現在のアマチュア用無線機は、この方式が主流と云えます。

 

●フェ-ジング方式


ひとつのブリッジ回路で構成した「ナガード型PSN」は、小規模回路で歪の少ない(フィルターを使用しない)SSB信号が生成でき、1960年台には技術力のあるアマチュア局が自作無線機で運用していました。
当時、トリオ・ハマランドなどからもPSN無線機が発売されていたようです。
また、最近は「PP-PSN」「APF-PSN」など広い音声帯域の位相シフト行う方法や、平衡変調・加算回路をスイッチング処理を行う「メリゴ式」など、アマチュアの技術力で音質の良いSSB電波で運用されています。
DSP( Digital-Signal-Processor ) 技術の進歩に伴い、ディジタル処理で、音声・搬送波の位相シフトを行えるようになり、メーカー製無線機でも採用されるようになりました。

 

●ウエバー方式


この方式も、群遅延歪みの多いフィルターを使用しないために、良好な音質が得られます。
音声帯域の位相シフトはなく、低周波キャリアと搬送波キャリアの単一位相シフトのみでSSB信号を生成します。
DSP( Digital-Signal-Processor ) 技術の進歩に伴い、ディスクリートで構成するウエーバー方式の欠点を容易に解決できるようになり、ソフト技術力のあるアマチュア局は、自作機での運用もなされているようです。

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(3)フィルター方式の実際

 

平衡変調回路で搬送波を抑圧した後(DSB)、フィルター(メカニカルフィルター、クリスタルフィルターなど)で、片側の側波帯を減衰させて、抑圧搬送波単側波帯信号(SSB)を作ります。
一般的にフィルター方式といわれています。

 

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(4)フェ-ジング方式の実際

 

音声信号位相器(AF-PSN)で作られた位相差90°信号を、搬送波信号位相器(RF-PSN)で作られた位相差90°信号で駆動される2つの平衡変調回路へ入力します。
2つの平衡変調回路の出力を加算すると、搬送波が抑圧された単側波帯信号(SSB)になります。この手法をフェ-ジング方式といい、フィルターの群遅延歪が無く、良好な音質のSSB信号が得られます。

PSNの種類 ナガード型

回路図をクリックすると拡大図を表示します。

ポリフェーズド型(PPPSN) ここを見て!
オールパスフィルター型 ここを見て!
パソコンによる位相シフト(ハード不要

JI3GABさん開発のフリーソフト
Simple I/Q Modulator (SIQM)

関連

RF-PSN RF-PSN/BMはここを見て!

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(5)ウエーバー方式の実際

 

DSP(Degital-Signal-Processor)素子の高速化、高集積化の進歩とともに、デジタル処理によって90°位相差信号の生成や、ローパスフィルター/オールパスフィルターなど、ソフトウエアー処理で実行できるようになりましたので、高音質のSSB信号を小規模回路で実現できます。
勿論、ディスクリートで構成できますが、DCオフセット等で悩まされ、回路規模が大きくなり、現在は、デジタル処理により実現されているようです。
一般的にウエーバー方式といわれています。

 
   

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(6)SSB用フィルターには・・・。

 

初期の自作SSBゼネレーターには、米軍放出の水晶発振子FT-241-A型で、ラティス型フィルターを自作して使用していました。
この米軍のクリスタル放出は、USAの他各地で行われ、ワールドワイドに自作無線機によるSSB電波が増大しました。

 

国際電気の455KHzメカニカルフィルターの発売は、自作無線機が当然のアマチュアにとっては、容易にSSBを作ることができましたので、急速にSSBの普及が加速し、A3電波はHF帯から消えて行きました。

八重洲無線はSSBジェネレーターを発売、その後、同社やトリオなどからSSB送信機が順次発売され、SSB全盛期へ向かいました。

Collins Mechanical-filter 

 

 

 

メカニカルフィルター(MF)は、500KHzより高い周波数での製作不可能、長期性能維持が困難などの課題が多く、廉価で高い周波数で製作可能な水晶発振子によるハイフレ・クリスタルフィルター(XF)へ、一斉に乗り換えられたようです。

フィルターの用途は、通常、-6dB帯域幅で選択します。SSBゼネレータには、2KHz〜3KHzを使用し、CW受信用には、250Hz〜1KHzが使用されています。

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(7)フィルターの群遅延歪みについて

   
 

メカニカルフィルターやクリスタルフィルターは、比較的安価に、かつ回路規模は少なく、SSB音声通信に必要な帯域幅を確保し、帯域外は急峻に減衰させる素晴らしい素子です。

しかし、急峻な減衰特性が得られる反面、減衰する両肩付近では、群遅延歪みが増大します。
充分コストを掛けたフィルターは群遅延特性が改善されていますが、アマチュアに使用されている廉価版では、当たり外れがあるようです。
送信と受信を兼用するアマチュアのトランシーバーには、音質の点では課題があるようです。

 

音質に拘るアマチュアは、選別された高額な特注フィルターを装填するか、フェ-ジング(PSN)方式のSSBゼネレータを自作することになります。
しかし、隣接する混信を回避するための受信用フィルターを省略することは困難です。

 

メカニカルフィルターは、クリスタルフィルターより数段に群遅延特性が優れています。
今でも、コリンズや国際電気のメカフィルを使用した無線機を使用中の局と交信するとき、素直な音質に感心します。

 

MFやXFが開発される前に使用されていた集中複同調回路は、遅延時間の変動がなく、位相歪の発生は無かったようです。

 

 

 

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フェ-ジング方式SSB(PSN)の自作・実験サイトへのリンク

メリゴ式開発・発表の
   野澤さんのHP

JA2KAIの実験室

http://ja2kai.ld.infoseek.co.jp/index.html
バタフライ式提案の
   清水さんのHP

自作を楽しもう

http://www.geocities.jp/ja3dew/