JJY受信機(シンクロダイン検波)とGPSとの比較のその後と平衡変調器の作成

直流分が含まれた信号をボイスレコーダーに記録するための平衡変調器（「平衡変調器で直流をボイスレコーダーに記録する - JJY・GPSの秒信号」）が完成しました。

せっかくなので左右2チャンネル分作りました。コンパレータは両方のチャンネルに使えますし、アナログスイッチはもともと4個入りなのですが、オペアンプが4個必要になるのでLM324を使っています。LM324は電源ピンの関係でさかさまに取り付けてあります。

アナログスイッチTC40466はTC74HC4066に比べると電気的特性があんまりよろしくないようですが、VCCの絶対最大定格は20Vで18Vつまり±9Vでもいいので使っています。ちなみにTC74HC4066は13V、ふつうのCMOSは7Vくらいです（なおちゃんと2電源用のアナログスイッチというのもあるそうです）

裏側


今回はSMDを9個も使ってしまいました (^^;;

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前回（「シンクロダイン検波によるJJY秒信号の取得 - GPSとの比較」）はシンクロダイン検波といいながらVM39S5Gの出力（を分周したもの）を使ってしまったのですが、今回はちゃんとJJYから取り出した40kHzを使って検波しています。検波はアナログ乗算器を使っているのですが、上の平衡変調器も使えないことはないです。



Aの部分がVM39S5Gを使ったところです。VM39S5Gがいくら正確だと言ってもちょっとは違っているわけでビートが発生しているのがわかります。Bの部分がJJYの40kHzを使ったところです。ほんとのシンクロダイン検波になっています。
なおCのところは接続を変更するためにコネクタにさわっているのですが、そこで動作が不安定になっています。現状配線を引っ張りまわしているのでこんなことになっているのだと思います。基板の配置、配線の取り回しをちゃんとしたら安定すればいいのですが....

それからノイズがかなり多いです。これだとコンパレータがまともに働かないのではないかと思います。アナログ乗算器の出力にはキャリア（とその2倍の周波数）を除くために51k+4700pFの簡単なLPFを入れてあるのですが、ノイズ対策でさらに20k＋0.022uFを入れました。あんまりやりたくないのですが背に腹は代えられません。

コールサインを受信したところ


ポジションマーカの始まりから1秒経ったところまではスペースのところでも振幅10%（出力1%）で電波が出ているのですが、コールサイン送出のときはスペースでは電波が出なくなります。その様子がなんとなくとらえられているような気がします。

GPS受信モジュールGE-612Tの1PPSとの比較


今回はGPS受信モジュールの1PPSも平衡変調器を通して録音してあるのでちゃんとパルスの形に見えます。

上の時間軸を拡大したもの


100Hzかちょっと低い周波数の信号が乗っているようで、プリアンプで混入しているのではないかと心配していたのですが、これはGE-612Tの1PPSにも見られますので平衡変調器の方に原因があるようです。

GE-612Tの１PPSに対して2ms弱遅れています（このうち少なくとも0.7msは送信所からの距離によるものです）
前回の結果に比べるとちょっと遅延が増えたような気はします。もっとも送信所からの距離による遅延を補正すれば1ms程度の遅延になるわけですから、実用的には問題ないと思います。ただこれはGE-612Tの1PPS出力が正しいという前提で書いています。ほんとにそうなのかは今のところわかりません。

なおJJYの時刻の供給精度は1.6μsらしいです。このことについてはまた記事を書きます。

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関連

　　「JJY受信機/電波時計の製作記事を集めてみた」
　　　　（ググッて集めたJJY受信機電波時計の製作記事集）

　　「JJY受信機で作る高精度発振器と時刻標準 - はじめに」

　　時刻
　　「時刻標準について」
　　「GPS受信モジュールあれこれ」

　　標準電波JJYの仕様
　　「JJYの報時信号の送出方法」
　　「JJYの秒信号の送出方法についてNICTに聞いてみた」
　　「標準電波JJY - 変調波振幅の「最大100%、最小10%」の意味」
　　　　旧記事
　　　　「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 」

　　JJYの運用
　　「標準電波・長波JJYが停波するとき」
　　　　参考
　　　　「NICT 情報通信研究機構 - 日本標準時グループ 標準電波運用状況」

　　長波JJYの性質（電界強度等）
　　「JJYの電界強度と受信機の必要利得（増幅率）」
　　「難航するJJY電界強度時間変化の測定」
　　「標準電波JJYの電界強度の時間変化を測ってみた(1)」
　　「JJYの電界強度の時間変化に見る電離層の秘密」
　　「標準電波JJYの電界強度の時間変化 - 電波時計をいつ合わせたらいいか」

　　「JJY搬送波の周波数をGPS/1PPSで測ってみた」
　　「JJYの40kHzの電波をボイスレコーダーに録音してみた」

　　「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」
　　「JJY受信機を作る - JJYの電波がつかめた！」

　　参考
　　　　　「NICT 情報通信研究機構 - 日本標準時グループ  -  標準電波に関するQ&A」
　　　　　「NICT - 日本標準時グループ - 長波標準電波の電界強度予測値」
　　　　　「NICT - 日本標準時グループ　- 長波標準周波数（JJY)小金井本部　受信データ 」
　　　　　「NICT - 日本標準時グループ  - ライブラリー他 - Field Strength Pro Ver1.0」

　　アンテナ・プリアンプ
　　「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 - アンテナとプリアンプ」
　　　　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 」

　　クリスタルフィルター
　　「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」
　　「JJY受信用40kHzクリスタルフィルタのその後」
　　「JJY受信機を作る - 40kHz/60kHzクリスタルフィルターの功罪」
　　「JJY受信機/電波時計用クリスタルフィルターの設計」

　　状態変数型フィルタ
　　「JJY受信機を作る - 状態変数型フィルタの周波数特性」
　　　　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 」

　　PLL・周波数標準
　　「高精度発振器をGPS受信モジュールとPLLで作る - はじめに」
　　「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」
　　「高精度発振器の作成に向けて - VCTCXO・VM39S5GをPLLでJJYにロックする」
　　「JJYに同期した高精度発振器用PLLの過渡特性」

　　プロダクト検波・シンクロダイン検波
　　「シンクロダイン検波によるJJY秒信号の取得 - GPSとの比較」
　　「平衡変調器で直流をボイスレコーダーに記録する - JJY・GPSの秒信号」
　　「JJY秒信号のシンクロダイン検波による取得の試み」
　　「音で聴くJJY - プロダクト検波による復調」
　　「四象限アナログ乗算器(マルチプライヤー)EL4083の使い方 - 1」　（アナログ乗算器）
　　　　参考
　　　　「JR7CWK - 長波JJY受信機の制作」

　　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」