プリアンプ等を製作して調整する時に、スペクトルアナライザー（スペアナ）、ネットワークアナライザー（ネットアナ）、ノイズフィギアメーター（ＮＦメーター）等の測定器が必要になりますが、非常に高価で、個人では中々揃える事は出来ません。
そこで、簡易にプリアンプの調整が出来るように、ノイズジェネレーターを製作してみました。
ノイズジェネレータとは、ダイオードやトランジスタに逆電圧を掛けた時に発生する、広帯域のノイズ（以下ノイズ信号と表記します）を利用するものです。
ノイズ信号レベル（強度）はダイオードに印加する電圧と電流を調整することにより可変する事ができます。
今回はノイズ源に、ＮＥＣの最新デバイスである、「NESG2021M05」というトランジスタを使いました。
このトランジスタは。シリコンゲルマニウムトランジスタであり、ｆｔ＝２５ＧＨｚのとても優れたものです。
通常はＬＮＡ用に使われるものですが、実験してみるとノイズ源としての性能も優秀でした。
NESG2021M05
試作したノイズジェネレーター
回路図
ノイズの発生の仕組みは簡単ですので、電源と可変抵抗のみでも作れますが、少し工夫をしてみました。
通常では、ノイズ信号レベルが最大になるようにプリアンプを調整するのですが、これでは単なる増幅器になってしまうことも
あり、必ずしもＮＦが良くなるようには調整できません。
単に増幅率だけで調整をしてしまいますと、雑音が増え空Ｓばかりで、了解度が必ずしも上がりません。
そこで、ノイズジェネレータのからの信号を、ＯＮにした時とＯＦＦにした時のレベル差が最大になるように調整すれば、少なくとも
Ｓ／Ｎ比（シグナルノイズ比）は最良に調整できます。
そこで、ノイズジェネレータから発生するノイズ信号を自動的にオンオフさせる為に、回路を追加させました。
回路構成は、ＮＥ５５５でノイズジェネレータの電源をスイッチングし、オンとオフの繰り返しを行います。
スイッチングは高速で行うことが出来、約１０Ｈｚ〜１０００Ｈｚまでのスイッチが可能です。
これで、広帯域にわたり１０Ｈｚ〜１ＫＨｚのパルス（ＡＭ変調）がノイズ信号に重畳されることになります。
ＮＥ５５５でのスイッチングの様子
ＮＥ５５５スイッチング回路
スペアナで確認すると、１ＭＨｚ〜５．７ＧＨｚまでの帯域で、ＡＭ変調のノイズ信号が確認出来ました。
（１０ＧＨｚ以上のノイズ信号も出ていると思うのですが、今回は未確認です。近いうちに確認をしたいと思っています。）
スペアナのスパンを０Ｈｚに設定しますと、ＡＭ変調が音として確認できました。
そこで、ＦＴ−８１７を使いＡＭモードで受信してみますと、ＨＦ帯〜４３０ＭＨｚ帯まで復調することが
可能でした。
さらに、トランスバーターを用いて５．７ＧＨｚ帯でもＡＭ変調音を復調することが出来ました。
周波数：１２８０ＭＨｚ、 スパン：０Ｈｚ
１．２ＧＨｚプリアンプの調整
実際に１．２ＧＨｚから５．７ＧＨｚまでのプリアンプをノイズジェネレータの音を聞きながら調整してみましたが、
良好に調整する事が出来ました。
調整の方法ですが、受信機（無線機）のモードをＡＭにして、音が一番良く聞こえる様にプリアンプを調整するだけです。
この一台で、ＨＦ帯〜マイクロ波帯までの調整が出来ますので、非常に便利に使えます。
ノイズジェネレーターの性能測定
さらに、音を聞くだけでの調整では満足出来ない方に、パソコンを使い信号を見ながら調整する方法を紹介します。
以前は「ＮＦＢＥＮＣＨ」というソフトがあり利用が出来たのですが、現在は入手が出来ないようです。
そこで使用制限があるのですが、試用版として無料で使える高機能アナライザーソフト「Analyzer2000」を使って見ました。
このソフトは英語版ですが、使用方法は簡単ですのでお勧めできます。
ＰＣのサウンド入力に受信機からの復調音声を入力することで、そのスペクトルを表示してくれます。
オシロスコープではノイズ混じりの音とか、ノイズの中に微かに聞こえる音は波形としては見ることは出来ませんが、
このソフトを使うと、ＦＦＴ機能により、スペクトラムの中に、ノイズの中のわずかな信号の見つける事が出来ます。
この信号がノイズレベルから一番良く見える（角が出る）様に調整すれば、最良のＳ／Ｎに調整できます。
もちろんオシロスコープとしての機能も有りますので、多様に利用できます。
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| Analyzer2000の画面 |
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| ノイズと信号の比較測定 ４３０ＭＨｚ (ＡＭ) |
2004.07.09
出来上がったノイズジェネレータを使いやすいようにケースに入れてみました。
 
このノイズジェネレーターはＤＣ１２Ｖ〜１３．８Ｖで動作するように作っております。
ＤＣ９Ｖ程度でも動作は可能です（レベルが下がります）ので、電池での運用も出来ます
本体の左側から、電源スイッチ、ノイズ重畳周波数可変ＶＲ（ＯＦＦ機能も有り）、ノイズレベル可変ＶＲの
構成になります
ノイズ発生ユニットはマイクロ波に対応する為に、シールドケースに入れました。
ノイズ発生ユニット
★★ イズジェネレーターの使用例 ★★
★プリアンプの調整方法★
ノイズジェネレーターのＳＭＡＪ端子にプリアンプ--無線機と接続し、目的の受信周波数に合わせます。
この時、絶対に送信しないように注意してください。（プリアンプ、ノイズジェネレーターが破損します）
電源スイッチを入れ（ＬＥＤ点灯）周波数可変ＶＲで聞きやすい音にします。
レベルＶＲでノイズレベルを調整します。
プリアンプを調整して、復調音がクリアに聞こえる様にプリアンプ調整をします。
ＰＣでは「Analyzer2000」を使って、信号のＳ/Ｎが良くなるように調整します。
★パラボラアンテナの調整方法★
ノイズジェネレーターのＳＭＡＪ端子にアンテナ（送信用）を接続します。
調整するアンテナに無線機を接続し、目的の受信周波数に合わせます。
この時、絶対に送信しないように注意してください。
電源スイッチを入れ（ＬＥＤ点灯）周波数可変ＶＲで聞きやすい音にします。
レベルＶＲでノイズレベルを調整します。
アンテナを調整して、復調音がクリアに聞こえる様にパラボラアンテナを調整します。
焦点距離を変化させたりしながら調整をすると良いでしょう。
ＰＣでは「Analyzer2000」を使って、信号のＳ/Ｎが良くなるように調整します。
★フィルターの調整方法★
ノイズジェネレーターのＳＭＡＪ端子にフィルター--無線機と接続し、目的の受信周波数に合わせます。
この時、絶対に送信しないように注意してください。（ノイズジェネレーターが破損します）
電源スイッチを入れ（ＬＥＤ点灯）周波数可変ＶＲで聞きやすい音にします。
レベルＶＲでノイズレベルを調整します。
フィルターを調整して、復調音がクリアに聞こえる様にします。
ＰＣでは「Analyzer2000」を使って、信号が最大になるように調整します。
ノイズ信号は広帯域に出力されますので、アンプでレベルを上げれば、スペアナで波形を見ることが出来ます
擬似的なスイーパーの役目もしますので、色々な利用価値があります。
今回はノイズジェネレータをスイッチングしていますので、残念ながらＡＭ以外の受信モードでは復調する事が出来ません。
ＳＳＢモードでも単にノイズは確認できるのですが、無線機のＡＧＣ機能により、受信レベルの差としては確認する事が難しい
ようです。
ＦＭモードではＳメーターが変化することが確認できます。
キットを希望の方はこちらまで、ご質問もフォームでお願いします。
「ＮＦＢＥＮＣＨ」とノイズジェネレーターについてはこちらもご覧ください。
JN1AYV's HAM SITE
2004.09.15
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広帯域ノイズジェネレーターの製作 part2