JJY受信機を作る - JJYの電波がつかめた！

JJYの電波がどのくらいの強さかわからないことには作戦の立てようがないので、手元にあるものをかき集めたり、足りないものを作ったりしながらとにかくJJYを受信しようということでやってみました。




あくまでブロックダイアグラムです。例えばEL4083CNは電流モードなので前後にオペアンプのバッファが入っています。またここに至るまでいろいろ苦労話(?)があるのですがこれも今回は省略します。

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東京での電界強度が1mV/mくらいらしいこととバーアンテナの実効長があんまり大きくないことを考慮して（BPFを含め）120dBの増幅器を用意しました。ただこれは発振してしまったのでBPFの後段の20dBは取り除き100dBでやってみました（じつは最初はバーアンテナのあとのアンプはNJM2068Dを使っていました。発振したときこちらの増幅器に問題があると勘違いしてしまいNJM072Dに変更しました。だからほんとに40dBあるのかどうか....）

信号強度の測定はアナログ乗算器とADコンバータを使っています。アナログ乗算器はプロダクト検波用に用意してあるのですが、ここでは両方の入力に増幅器の出力を入れてあります。こうすると出力電圧は入力電圧の二乗になります。

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最初ADCの代わりにメーター式のテスターをつないで針の動きを見ていたのですが、ノイズらしい動きしかなくどうかすると放送波を受信しているのではないかと思われることもありました。

そこでバーアンテナとBPFの前に入っているプリアンプを屋外に出してみたら毎秒針が動いておりしかも針が動き出すタイミングがGPSの1PPSと同期していました。

間違いなくJJYと思ったのでテスターをADCに変え信号の変化を記録してみました。
（電圧はアナログ乗算器の出力そのままではなく平方根をとって信号強度にしてあります）



ノイズが激しいのですが、毎秒パルスが出ています。パルス幅は毎回異なるのですが、これはJJYの送信波の特徴です。上の図では0.8秒、0.5秒、0.8秒、0.5秒、0.2秒と出ているようです。0.2秒は10秒ごとに送出されるポジションマーカです。

思っていたより強い感じですが、ノイズはもまた予想以上に強いです。パルス間は振幅が1/10になるとされていますが、これではとても検出できそうになく高精度発振器用の基準周波数を作るためにはクリスタルフィルタは必須のようです。

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関連

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　　「JJY受信機で作る高精度発振器と時刻標準 - はじめに」
　　「JJY受信機を作る - バーアンテナとその特性」
　　「JJY受信機を作る - 状態変数型フィルタの周波数特性」
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　　「JJY受信機を作る - アンテナとプリアンプ」
　　「JJYの電界強度と受信機の必要利得（増幅率）」
　　「JJY受信機を作る - すでに40kHzのキャリア（連続波）を検出できてるっぽい」
　　「標準電波JJY - 変調波振幅の「最大100%、最小10%」の意味」
　　「JJY受信機を作る - 40kHz/60kHzクリスタルフィルターの功罪」
　　「音で聴くJJY - プロダクト検波による復調」
　　「クリスタルフィルターの効果を目と耳で確かめる - JJY受信機を作る」
　　「標準電波・長波JJYが停波するとき」
　　「JJY搬送波の周波数をGPS/1PPSで測ってみた」
　　「標準電波にVCTCXO・VM39S5GをPLLで同期してみた - 長波JJY受信機の製作」

　　時刻
　　「時刻標準について」

　　JJY
　　「JJYの報時信号の送出方法」
　　「JJYの受信法」
　　「JJYを受信したい（要旨）」

　　参考 「NICT 情報通信研究機構 - 電磁波計測研究所 - 時空標準研究室
　　　　　　　　 - 日本標準時グループ 」

　　PLL
　　「高精度発振器をGPS受信モジュールとPLLで作る - はじめに」

　　アナログ乗算器
　　「四象限アナログ乗算器(マルチプライヤー)EL4083の使い方 - 1」

　　アンテナ
　　参考 「RFワールド - ラジオで学ぶ電子回路
　　　　　　　　 - 第1部 ラジオのための基礎 第1章 ラジオの電波 」

　　状態変数型フィルタ
　　参考　「群馬大学 KobaLab@JP - 発振を利用したアナログフィルタの テスト・調整 」

　　JJY受信機
　　参考 「JR7CWK - 長波JJY受信機の制作」


補足

　　電波時計モジュール
　　「JJYを受信する（訂正あり）」
　　「電波時計モジュールを使ってみた（１）」
　　「電波時計モジュールを使ってみた（２）」
　　「電波時計モジュールが「使えない」理由」

　　「GPS受信モジュールあれこれ」