2020年11月までを振り返る Review

2020年11月までを振り返ると次になります。 This is review so far.

その1－通信販売で買った受信機キットを組み立てました。
「基板キットはアマゾンで買えます 」 How to get this kit.

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「中国製キットの購入（エアバンドレシーバーキット）」

You shall buy the kit from China at first.

airbandreceiver.seesaa.net

「キットが届きました。組み立て前の準備。」 When you get the kit, you shall make preparation prior to assemble.

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「エアバンドレシーバキットを組み立て前に部品 整理 」 You should put parts  in order  before to start assemble.

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「エアバンドレシーバー　パワーオン後チェック　局発調整」 The first thing to do after turning on  is to adjust local oscillator frequency.

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「どんなケースに入れますか？　　「エアバンドレシーバーキットの組み立て」」  It is big issue to install the case. What type are you prefer?

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「水晶発振ユニットの46MHｚを発振させ3倍波で調整」 To tune precisely you might use overtone signal of Xtal oscillaor . I used 46MHz oscillator of third overtone.

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「中国製受信機キット用の標準ケースを買いました」 They are selling a tiny aluminum case.

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その2－組み立てマニュアル日本語版を作りました。I had composed Japanese edition of assebly manual.

http://chitose6thplant.web.fc2.com/AB/manual.pdf

キット組み立て後のトラブルシューティング There are some ideas for trouble shouting.

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その3－受信周波数を表示するために周波数カウンタを買って、受
信機の局発を引き出し外付けしました。
「周波数カウンターユニット　－　エアバンドレシーバーキットの組み立て」

To display receiving frequency I had added frequency counter of loacal oscillator.

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「エアバンド受信機キット、ケースに入れ、周波数ユニットは外付け」

There is a cirtain example of installing case.

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しかし、この受信機の回路構成では局発が不安定です。そこで、デジタル方式の局発を作り、外部から供給することにしました。 Then I had found that this kit weekness was unstable local oscillator. I had started trying to make up digital controlled oscilltor.

その4－外部局発入力 PICマイコン
外部局発信号入力改造

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ＰＩＣマイコンを使って信号発生器を自前開発試作 At first I utilize PIC micon for such generator.

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その5－イタリアのロベルトさんからアイデアもらい、回路や定数変更し、改良。

Mr.Robert gave me some ideas for improving this kit performance. I remodelled and changed parts.

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その6－外部局発入力 Arduino制御でSi5351aを使う、XTALフィルタで低ノイズ、高感度。スケルチフィーリングも改良。 To ease to develop digital controlled oscillator I had changed the micon from PIC to Arduino. And also I adopt Xtal filter to improve sencitibity and low noize.

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オペレーションをYOUTUBEで紹介。  I had taken video of operation and uplaoded on YOUTUBE as below.

youtu.be

その7－ポケッタブルレシーバーでエアバンド無線が聞けるHRD-737を買ってSMAコネクタ化。

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外部アンテナでACARS受信した。

hrd-737.hateblo.jp

 現在の状況ーーー2020年12月

レシーバーキットを改良改造し、Arduino制御のSi5351aデジタル局発を付けました。

 どんなオペレーションなのかYOUTUBEにビデオをアップロードしました。

www.youtube.com

スケルチを触ってみました I changed squelch circuit to avoid pop noize on switching

―――その後色々と触っていたら、今まで気が付かなかった事がでてきたので、内容を改めました。－-

Arduino＋Si5351a局発でオートSCAN機能を作りこみました。そうすると、周波数切り替えとチャネルがオープンしているときのスケルチ切り替えポップノイズが気になりました。（一つ前の書き込みにオートSACN動作のYOUTUBEリンクあります。この中で切り替えポップノイズがあるのがお分かりになると思います。）そこで、何とかできないかと頭を巡らし、CQ出版社で千葉さん（アイテック電子）が書かれた「トランシーバー製作入門」にLM386のスケルチ切り替えソフト化アイデアが紹介されていたのを思い出し、実験してみました。

この改造はLM386の入力部と、MUTE電圧発生回路のLM358とで行います。このアイデアですがMUTE時にLM386入力部分バイアス電圧を＋側にもっていきプリアンプの動作域を飽和させるらしいです。改造回路部分を次に示します。オリジナルと違うところは結合用コンデンサを10μFのセラコンにしたところです。始め事例通りに0.1μFにしたんですが、受信音が高域よりになったので、元々の値にしました。しかし、直流バイアスの関係でバイポーラコンデンサ（積層セラコン）にしました。

To get better feeling of squelch switching, I modified receiver circuit as below.

I refered this idea from Mr.Chiba of ITEC electronics.

This modification brings good feeling to avoid the pop noize.

Please hear above YOUTUBE video as actual operation.

Changed points for squelch improvement

で、結果ですが、スケルチ切り替え音はソフトになりました。切り替えはぼそっとというなにげない感じで切り替わります。YouTUBEのビデオで切り替え音がわかります。

Consequently squelch pop noize was deleted. Please confirm on YOUTUBE video.

これで目論見のスケルチ切り替え音のフィーリングが改善しました。オートSCANでは周波数切り替え時Si5351aのLO切り替えによる音の方はこの対策には関係せず、そっちの方も気になり始めました。ただ、スケルチを深くかけると周波数切り替えノイズも抑えることができます。

After good result there is still remaining frequency changing noize.

これらに対しての根本対策はマイコンでSi5351a切り替え時間を見積もりMUTE制御する必要があるようです。そうなると、スケルチ切り替えは4066アナログスイッチになりますね。確かにプロ用機械の回路図をちらっとみたところではスケルチ、送信時切り替えの音声MUTEには4066を使っていました。

Concerning about professional radio they are using 4066 for these application.

www.youtube.com

--------------------------追記　20210910　appended -----------------

この時は電源ON立ち上げ時や周波数切り替え時にまだポップ音が残っていました。この原因がわかりました。SA602Aの入力の270オームを利得を上げるために取り去ったのが原因でした。どうも電源立ち上げ時や局発入力不安定時にSA602Aが不安定になり、その影響でポップ音が出ていたように思います。もともとの回路についていたように270オームを入れると安定し、ポップ音がなくなりました。

SA602A入力に270Ω付加

これにてまったく静かな切り替えになりました。

To stabilize SA602A, I added 270 ohms on the input port again. This avoids pop noise when turning on and changing the frequency.

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「Arduino UNO」に変更。 I had changed CPU for Arduino UNO.

デジタル局発化したエアバンドレシーバーキット

「中華製エアバンドレシーバーキット」を組立、改造し、デスクトップの航空無線モニターを作っています。局発をデジタル化、静かで安定な受信ができるようになりました。更に指定周波数スキャン機能も搭載し、待ち受け能力アップです。今回のお話はデジタル局発制御に採用したARDUINO基板をUNOに替えて機能組み込みを一通り済ませた内容の報告です。

組立てた受信機上でソフトデバッグできるように、Arduino基板を「Arduino UNO」に変更しました。そのためUNOにスイッチ類、LCD、レシーバーからの信号類、Si5351a接続する基板を修正しました。
これでデバッグが順調に進み、当初予定の機能は全て組み込みました。

動画での機能紹介検討中です。とりあえずオートスキャンの動きをYOUTUBEにアップロードしました。

4つの機能キーとロータリーエンコーダーでプログラム化した機能は次になります。

1.電源ONでメモリーに記憶された周波数を呼び出し受信開始。Fモードでロータリーエンコーダーを回すと、STEPで指定された周波数だけ増減。

2.F機能の長押しで電源ON時呼び出し周波数をメモリー設定。

3.STEPキーでSTEP周波数選択（1,10,25,100KHｚ、1,10MHｚ）がロータリーエンコーダーを回し行う。

4.STEPキー長押しで電源ON時呼び出しSTEP周波数をメモリー設定。

5.SCANキーでMemoryされた周波数を呼び出し、50チャンネルある。ロータリーエンコーダーを回し選択。

6.SCANキー長押しでMemoryされた周波数を順次呼び出し、200ｍｓで切り替え、もしAGCで信号検出したら1秒待ちを二回延長。

7.Memoryキーでロータリーエンコーダーを回してチャネル番号選択。

8.Memoryキー長押しでディスプレイされている周波数を該当チャンネルへMemoryする。

To ease debugging I had changed CPU into Arduino UNO. So I should prepare connection board bedween SWs, LCD, receiver, Si5351a breakout PCB.
I'm studying to introduce functions by showing video.

There are 8 functions by entering 4 function keys.
1. On turning on memorized frequency is recovered and you can tune by rotary encoder with step frequency.

2. Long time pushing of F function key effects to store current frequency into EEPROM.

3. When STEP function mode you can select 6 kinds of step frequency.

4. Long time pushing of STEP function key effects to store current step frequency into EEPROM.

5. SCAN key is calling up memorized channel frequency of 50 kinds.

6. Long time pushing of SCAN key brings to scan memorized channel frequency of 50 kinds in turn.

7. Memory key provide memory number selection.

8. Long time pushing of Memory key brings to store the current frequency into directed memory channel.

ではどんな構成になっているのかをケース内部写真とブロックダイヤグラムを見てください。ケース内部の配線は次の通りです。

There are many remodeling from original receiver kit and I will show you block diagram of set. The below picture shows connection of parts in the case.

INSIDE

UNO+Si5351a+RE＋LCD

ブロックダイヤグラム

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PLL局発のエアバンドレシーバーキットを見かけました。 They are selling PLL receiver kits.

最近AliExpressから部品を買ったためか、「お好きなもの紹介メール」でPLL方式局発で構成されるエアバンドレシーバーキットの紹介を受けました。ネットサーフィンすると、套件之家（Sweat house）と言うところが開発したものらしく、品種があり、7セグメントLED4桁の周波数表示とか、LEDを一桁四段に並べてBCD表示するという荒業の構成とかの二種類があります。（実はPCBの版でまだ種類があるようです）PLL局発はPIC16F648Aで制御されるとありますが、シンセサイザのチップや発振器は不明。PLL部はBOB(Board on board)で、既半田部分の回路図は提供されないとあります。サイトにより説明がちょっと違っているのはご愛敬です。実装された基板の版表記から推定すると次の４種類が流通しています。(R60というのがシングルスーパー、R80がWスーパーのようです。）

I received the mail from Ali Express for newly introduced PLL-controlled airband receiver kits. Depending on such information, I had searched similar products and found 3 kinds of models.
Referring to photoes of those there are 4 kinds of PCB types as below.

HM00ABRC_6　Wスーパー　回路構成：バンドパスフィルタ + 高周波アンプ + NE602 + MC3361 + TA7640 + LM386
二次周波数変換、1中間周波数10.7mhz、2中間周波数455khz　　最新モデルみたいです。7セグLED
Double super, configuration: Band pass filter+AMP+NE602+MC3361+TA7640+LM386, 1st medium frequency=10.7MHz, 2nd medium frequency=455kHz 7-segment LED

HM00ABRB_5　シングルスーパー　回路構成：バンドパスフィルター+高周波アンプ+ NE602+ TA7640中間周波数増幅+ LM386、
スーパーヘテロダインAMレシーバー、単一周波数変換、中間周波数10.7MHz。7セグLED
Single super, configuration: Band pass filter+AMP+NE602+TA7640+LM386, 1st medium frequency=10.7MHz, 7-segment LED

HM00ABRC_5　Wスーパー　回路構成：バンドパスフィルタ+MC13135+LA1260+LM386，二次周波数変換、1中間周波数10.7MHz，2中間周波数455khz。4LEDでBCD表示4桁
Double super, configuration: Band pass filter+AMP+MC13135+LA1260+LM386, 1st medium frequency=10.7MHz, 2nd medium frequency=455kHz 4 LEDs BCD display

 HM00ABRB_4　シングルスーパー　回路構成：バンドパスフィルター+高周波アンプ+ NE602+ uPC1018中間周波数増幅+ LM386、スーパーヘテロダインAMレシーバー、単一周波数変換、中間周波数10.7MHz。4LEDでBCD表示4桁
Single super, configuration: Band pass filter+AMP+NE602+uPC1018+LM386, 1st medium frequency=10.7MHz, 4 LEDs BCD display

LED4つでBCD表示

で、この受信機キットは丁度このブログで試作を紹介している改造型受信機と狙いは似ていて、局発をデジタル化し安定することにあるとおもいます。しかし、一点大きく違っているのはこのブログ試作では局発安定に伴い、更に狭帯域化で安定化を追求しています。なので、今回紹介の受信機PLL局発ステップが100ｋHz（100・10ｋHzステップらしい。コメント追記あり。）であり、中間周波数フィルターがセラフィルでICAOの25ｋHzチャンネルセパレーションルール（ニューヨークやロンドンではさらに8.3ｋHzになっているらしい）なので、大雑把な受信モニターに徹しているように思います。

These machines design concept is similar with my remodeled on this blog but there is utterly difference for intermediate frequency band range. I'm persuading better stability and higher sensitivity.
Their selection for ceramic filter and 100kHz channel separation is undemanded against my object.

PLLがどんなもんなのか興味がありますが、局発設定が100ｋHzセパレーションというのではいまいちなので、買うかどうかは思案中です。

その後ネットサーフィンして「AIRBAND RADIO]というサイトで紹介されているエアバンド受信機群（メーカー製、プロ用、キット類）の中にRamseyエレクトロニクスのAR2と言う機種（キット）があるのを知りました。基板構成がメイン基板に操作受信表示基板を直角に付けていると言うスタイルからして、かなり似ています。また局発もPLLを方式だということです。ただし、中国製基板の方は局発部がBOB(基板上に別回路基板を重ねる）スタイルになっているのはちょっと違うようです。マニュアルがリンクされていますが、残念ながら回路図部分のページが脱落しており、どんなPLLか不明です。

ーーーーーーーーーーーー追記＠20210109ーーーーーーーーーーーー

その後Aliexpressで見ていたら、新しい出品でPLLのステップが100ｋHzと10ｋHzという写真が出てきました。また、PLL制御のPICマイコンの名称も違ってきたようです。

LEDは4桁なので、10ｋHzモードになったときは表示が1桁ずれて例えば121.5MHｚ－＞215.0MHｚとなる荒業です。

100／10ｋHz切り替え

Youtubeを見ていたら、IMSAI Guyさんと言う方が、R80キット組み立て作業のビデオを配信されています。

#717 Aviation Air Band Radio Receiver Kit R80 - YouTube

コメント返信の中でイムザイさんはステップ周波数の問いかけに対し、100ｋHzと回答されています。推定ですが、キットのバージョンでステップが100／10ｋHzに切り替わってるのかもしれません。更にシンセサイザの基本参照周波数とかプリスケーラとかを想像するとVCOの発振精度設計からしても10khz以下ステップはシンセサイザチップはプリスケーラ内蔵のデュアルモジュラスでないと設計上難しいかもと思います。

下記0827追記にあるように、このキットを手掛けられたkonさん情報ではPLLはSi5351a互換チップのようですので、周波数はPICマイコンにていかようにも設定できると思われます。

ーーーーーーーーーーーー追記＠20210728ーーーーーーーーーーーー

イムザイさんがお持ちのR80組み立て説明書がGITHUBで紹介されています。

回路図もついていますが、PLL局発部はBOB接続表記になっており、シンセサイザーの詳細は不明です。下記0827追記にあるように、このキットを手掛けられたkonさん情報ではPLLはSi5351a互換チップのようです

 ーーーーーーーーーーーー追記＠20210827ーーーーーーーーーーーー

このキットを手掛けられたkonさんのWEBは次です。

ndj.g1.xrea.com

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-----------追記　2021.10.10-------------------------------

その後、物は試しとR80を買って組み立てました。

中国から配達されて来る間、R80の回路研究をしていました。

その後キットが到着、やっと組み立ててテスト中です。

第一印象ですが、強力信号受信時でも音声にノイズが乗っていて耳障り。

また、スケルチ不安定でプツプツ入り切りするため、スケルチは使い物になりません。

しかし、感度が良好。スケルチつかわず、待ち受け時ノイズと音声がノイズっぽいのを我慢すれば安定待ち受け受信に最適。やっぱり、局発がデジタル化安定なのはグッドです。

何か、改良改造できないのか、検討したいと思います。

-----------追記　2022.9.18-----------------------------

R80 V6はアルミニウムの既成ケース入れて、使ってます。感度が良く、選択度もよいのですが、スケルチが誤動作します。あんまりうるさいのでハイカットフィルタを入れました。少しマシ。

受信表示LEDが結構信号に応じうまく点灯しています。この駆動信号をとりあえず借り、LM386のMUTEへ入れるというスケルチ改造しました。完全にMUTEできないので、わずか雑音が残りますが、待ち受け時は少し静かになり、格段に進歩しました。

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エアバンドラジオ受信機 DIYキット 118-136MHzAM 12V PCBボード 高感度 電子部品

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Arduinoを使ったデジタル局発のデバッグ実験継続中 I'm doing digital local oscillator experiment still.

Arduiono互換基板のProlificチップ問題を回避するため、秋月Arduino UNO互換基板でプログラム書き込み、チップを付け替えデバッグと言う実験方法で推進中です。

HRD-737とレシーバーキットのANT入力並列接続で受信信号チェック中

スケッチの不具合やバグを概ね退治でき、伊丹空港アプローチ無線通話を快適にモニターできるようになりました。（V1.1のスケッチを参考にしてみてください.回路図はこちら。）
残っているのはSメーターの振りとスケルティの切り替えポップ音対策です。Sメーター信号はAGC電圧からとりましたが、AGC電圧がどんなものなのか検討しない思い付きだったので、実験してみることにしました。

手元にあるHRD-737のRSSI値とこの中国製エアバンドレシーバーキットのアンテナ入力を並列につなぎ、RSSI値とAGC電圧をプロットしてみました。IF-AGCなのでSメーターらしい電圧は無理ですね。

As my arduino compatible PCB being with Profilic old pirate chip, WIN 10 driver update function is effecting badly to change new one and the mew one rejects fake chip. So I
shall correspond to this issue and I write soft on the other Arduino PCB and exchange ATMega tip. It takes much for debugging and replace software.

Nevertheless I had come to be able to monitor the nearest airport daily radio communication steadly. Please refer my latest sketch as linked and circuit diagram.

I'm just wondering that AGC signal is adequate for S-meter souce. Today I had checked AGC voltage comparing with HRD-737 rexeiver RSSI value. The HRD-737 and Chinese receiver kit are sharing same ANT signal with T-port BNC connector.

Surely AGC voltage is not well representing signal strength.

HRD-737と並列接続し、RSSI値（HRD-737)とAGC電圧（中国製受信機キット）のプロット

次に30ｄB－LNAもつないで感度アップどうなのかを見てみました。まずいえるのはぱりぱり雑音が増え、スケルティが入ったり切れたりでポップ音がうるさいです。また、IMみたいなノイズも感じます。でも格段に受信感度は上がり、HRD-737でスケルティかけていると受信できない信号もレシーバーキット受信機では聞くことができました。

BTW, I had connected 30dB LNA on front end of the Chinese receiver kit. It brings more signal with more noise. Also there is more effected by IM or other channel intervened.

I think that more gain should be with narrower band range to avoid harmfull noise.

 次なる課題として、フロントエンドフィルタ付きのLNAを作ってみたいと思っております。

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Si5351a with 25MHz Xtal

「外部デジタル局発改造エアバンドレシーバー」を修正。 I had changed some for receiver ｄigital LO control.

Improved receiver display

「外部デジタル局発改造エアバンドレシーバー」のソフトバグを一部修正し。機能追加変更しました。

1.　SCAN機能が使えるようにしました。マニュアルSCANはロータリーエンコーダーでメモリーしたチャンネルをたどります。AUTOだと自動的にメモリーチャンネルを順にSCANします。更にAGC電圧をモニターし、信号無いと200ｍSで次のチャンネルへ、信号あれば1000ｍSで次のチャネルへ移ります。

2.　メモリーチャンネルを50チャンネルに増やしました。

3.　Sメーター表示付けました。ベランダに出したGPアンテナで近所の伊丹空港ATIS（128.6MHｚ）がフルスケールで受かります。AGC電圧とADCの関係からSなしでも1個表示あり。（信号有り無し閾値AGC電圧をもう一度チェック必要です。とりあえず今はS一個表示で使います。）この受信機でかろうじて受かるレベルは無信号と同じS表示一個です。内容わかるぐらいになるとS二個かな。

4.　残項目はSメーター表示改良です。

I had made effort to resolve bugs and improve functions.

1. I could make up automatic SCAN function and manual stepping SCAN.
2. I increased memory channel into 50.
3. I had furnished S-metor function. There is full scale for nearest ITM ATIS signal.
4. However there are remaining issues as S-meter display.

ではどんな構成になっているのか,ブロックダイヤグラムを見てください。ケース内部の配線は次の通りです。
There are many remodeling from original receiver kit and I will show you block diagram of set. The below picture shows connection of parts in the case.

Brock diagram

improved points

To decrease spurious noize by oscillator I added 6dB PAD on output of Si5351a clock. 局発のスプリアスを減らそうと思い、Si5351a出力には6ｄBPADを入れました。

Remodel for adding 6dB PAD on clock output

チビディーノと言うUNO互換で並列LCD接続あり基板を使っています。ところが、USBシリアルはProfilicの海賊チップらしく、WIN10の自動最新ドライバダウンロードが働くと、ドライバは使えなくなります。そのたび毎に2005年の古いドライバ入れ替えが必要です。ところが、更にわけわからん現象がありArduiono　IDEからプログラムをダウンロードできなくなりました。仕方ないので、秋月のUNO互換基板がICソケットなのを利用することにしました。ローダ付きATMEGAチップを買い、秋月UNO互換基板で書き込みし、ソケットから外し、チビディーノに入れ、デバッグ確認と言う手間がかかることをやっています。

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Si5351a with 25MHz Xtal

「外部デジタル局発改造エアバンドレシーバー」はとりあえず快調。 The receiver with ｄigital LO is working well nevertheless with several bugs.

「外部デジタル局発改造エアバンドレシーバー」はソフトバグありますが、試作前に期待していたより快調です。

外部デジタル局発使用のエアバンドレシーバー

ひとつにはよく使う周波数をメモリーに設定できるので、SCAN機能を使うと呼び出し簡単。

局発が安定になったことで中間周波数のフィルタをXTALに替えることができました。選択度上がり、ノイズ減りスケルチ無くてもうるさくありません。デジタル局発なので、一旦設定すると安定に待ち受けができます。とはいってもまだSCANキー機能の認識動作にバグあり、連続スキャンがうまくいきません。

まあ、とりあえずの単一チャンネル待ち受け、時々他のチャンネルを見に行くぐらいなら十分使えます。ちょっと使ってみた感じで欲を言えば、チャンネル数をもう少し増やしたいなと言うところです。スキャン機能ですが、メーカー製機械をよく知りませんので、そちらを研究してみて真似するのも手かなと思ってます。

The newly assembled receiver is achieving good job. Nevertheless there are several bugs, it works enaough for monitorinng.
Depending on digital controlled oscillator, I could change IF filter to XTAL narrow type. It brings very calm without squelth and very stable to wait.
There is still remaining bugs along SCAN, but single channel monitoring is well.

ではどんな構成になっているのかをまずはブロックダイヤグラムで解説します。
There are many remodeling from original receiver kit and I will show you block diagram of set.

ブロックダイヤグラム

――――この後、スケルチ改造、操作改良し、次のようなフィーリングで使っております。

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