トップページ > 記事閲覧
H16年8月SSB送信器の問題
日時: 2010/10/13 22:44:35
名前: yasiti

SSB(J3E)送信機の構成例において、第1帯域フィルタの出力として中心周波数4,500 [kHz]の下側波帯(LSB)が現れ、第2帯域フィルタの出力として中心周波数14,230 [kHz]の上側波帯(USB)が現れた。局部発振器の発振周波数の値として、正しいものを下の番号から選べ。(図は省略させていただきます)
1 4,498.5 [kHz]
2 9,730 [kHz]
3 14,228.5 [kHz]
4 18,730 [kHz]・・・正解
5 23,960 [kHz]

問題文をどう読んでも第2帯域フィルタの出力は上側帯波(USB)が14,230としか考えられないので、局部発信器の周波数がそれより大きい値になることが理解できません。どう考えればよろしいのでしょうか?
メンテ

Page: 1 |

Re: H16年8月SSB送信器の問題 ( No.1 )
日時: 2010/10/14 02:36:47
名前: バンコク

下記のサイトに詳しく説明されています。

www.gxk.jp/elec/musen/1ama/H16/html/H1608A12_.html
メンテ
Re: H16年8月SSB送信器の問題 ( No.2 )
日時: 2010/10/14 07:30:58
名前: yasiti

バンコク様、大変にありがとうございます。よく読みましたが、疑問は解決されません。私の頭が固いからなのでしょうか?
メンテ
Re: H16年8月SSB送信器の問題 ( No.3 )
日時: 2010/10/14 07:34:01
名前: yasiti

追加です。私が引っかかっているのは、上側帯波(USB)が局部発信器の周波数より低い値なのに、なぜ、「上」というのかということです。
メンテ
Re: H16年8月SSB送信器の問題 ( No.4 )
日時: 2010/10/14 23:20:27
名前: ectoyfan

まず,「上」と「下」について.

AM変調で,搬送波を信号波で変調すると,搬送波の周波数を中心に,それより高い方と,低い方に,信号波の成分を含んだ側波が現れます(*).いま,搬送波より高い周波数の側波は上側波,低い方は下側波と呼ぶことにしましょう.

(*) wikipedia の「振幅変調」のページ,「理論」のところのv_am=... の式.第1項が搬送波,第2項が下側波,第3項が上側波である.
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8C%AF%E5%B9%85%E5%A4%89%E8%AA%BF


上側波は,信号波の周波数が高いほど<誤>中心周波数</誤><正>搬送波の周波数</正>より高い方へ離れて現れますが,下側波は逆になる,つまり信号波の周波数が高いほど,<誤>中心周波数</誤><正>搬送波の周波数</正>より低い方へ離れて現れます.「上」と「下」の本質的な違いはここにあります.

側波帯という言葉ですが,信号波はふつう高い音から低い音まで含んでいますから,側波はある程度の広がりをもちますので,側波帯,という表現になります,で,上側波が作る側波帯は上側波帯(USB,Upper Side Band),下側波が作る側波帯は下側波帯(LSB,Lower Side Band)と呼ぶわけです.

(つづく)
メンテ
Re: H16年8月SSB送信器の問題 ( No.5 )
日時: 2010/10/15 08:11:47
名前: ectoyfan

さて,この問題におけるSSB送信機では,まず低い周波数でAM波(正確には搬送波を取り去ったDSB波)を作って,不要な周波数をフィルタで除去してSSB波を作ったのち,必要な周波数まで引き上げる,という手順で目的のSSB波を作っています.で,第1帯域フィルタの直前では,<誤>搬送波が4500kHz</誤><正>搬送波が4500+1.5=4501.5kHz</正>のAM波(に相当するDSB波)が作られている,ということですね(*).そして,第1帯域フィルタは<誤>4500kHz</誤><正>4501.5kHz<正/>よりわずかに低い周波数だけを通すフィルタになっていて,<誤>4500kHz</誤><正>4501.5kHz<正/>より低い方の側波帯,すなわち下側波帯(LSB)が通過しています.

(*) アマチュア局にあっては,側波帯の幅は3kHzであり,中央周波数は側波帯の中央の周波数をいう.したがって,LSB波の中央周波数は搬送波-1.5kHzのことであり,USB波の中央周波数は搬送波+1.5kHzのことになる.

周波数混合器で,このLSB波の中心周波数を14230kHzまで引き上げるわけですが,ここでは二つの高周波の掛け算(*)が行われます.二つの周波数をf1,f2(f1>f2とします)とすると,掛け算の結果,f1+f2という周波数の高周波と,f1-f2という周波数の高周波が現れます.それで,第2帯域フィルタで片方だけを通して,望みのSSB波を得るわけです.

(*) sinA x sinB = 1/2 x (cos(A+B) - cos(A-B))

さて,求めたい局部発信機の周波数をfoとしましょう.<誤>fo+4500=14230になるfoは14230-4500=8230kHz,fo-4500=14230になるfoは14230+4500=18730kHz</誤><正>fo+(4500+1.5)=(14230-1.5)になるfoは(14230-1.5)-(4500+1.5)=9727kHz,fo-(4500+1.5)=(14230-1.5)になるfoは(14230-1.5)+(4500+1.5)=18730kHz</正>で,この2つが正解の候補ということになります.

(つづく)
メンテ
Re: H16年8月SSB送信器の問題 ( No.6 )
日時: 2010/10/14 23:31:11
名前: ectoyfan

で,ここで問題を読むと,第1帯域フィルタではLSB波を通しましたが,第2帯域フィルタではUSB波を通したとあります.LSB波は,もとの信号波の周波数の高い成分ほど,<誤>中心周波数</誤><正>搬送波の周波数</正>から低い方の成分となり,USB波はその逆ですね.ということは,周波数混合器の出力に現れる2つの高周波のうち,どちらの成分がUSB波になっているかがわかればよいわけです.

ここからは,教科書・参考書の図をよく見て理解していただきたいのですが,f1+f2で作られる高周波は,f2が高くなればf1+f2も高くなりますから,上側波は上側波として,下側波は下側波として移ります.逆にf1-f2の方は,f2が高くなればf1-f2は低くなる,すなわち,上側波は下側波として,下側波は上側波として移ることになります.ここがミソです.

というわけで,この問題ではLSB->USBという変化が起きましたから,第2帯域フィルタは<誤>fo-4500=14230<誤><正>fo-(4500+1.5)=(14230-1.5)</正>となるfoで作られた方の成分を通過させたことになる,つまり18730kHzが正解となるわけです.

(おわり)
メンテ
Re: H16年8月SSB送信器の問題 ( No.7 )
日時: 2010/10/14 22:23:37
名前: yasiti

ectoyfan様、大変に詳しい解説をありがとうございます。
問題文中の「中心周波数4,500 [kHz]の下側波帯(LSB)」という表現ですが、これは”〜帯(LSBのおび)”の中の中心が4500というのではなく、帯の外側の搬送波の周波数というふうにとらえてよろしいのですね?
www.gxk.jp/elec/musen/1ama/H16/html/H1608A12_.htmlの図「Fig.HE0402_a 送信機の構成と上・下側波帯の周波数関係」の@〜Cの山の中心に線が引かれていますが、これが「中心周波数」なのかと考えていました。この問題ではAが相当すると思うのですが、正しい理解でしょうか?
このへんを図入りで詳しく解説している本などをご存知でしたらご紹介ください。まだ、すっきりしません。はっきり言って私は馬鹿です。
メンテ
Re: H16年8月SSB送信器の問題 ( No.8 )
日時: 2010/10/14 23:47:54
名前: ectoyfan

>これは”〜帯(LSBのおび)”の中の中心が4500というのではなく

…あっ,すいません.おっしゃる通りです.中央周波数は側波帯の中央の周波数のことです.上記記事を訂正しました.

>@〜Cの山の中心に線が引かれていますが、これが「中心周波数」なのかと考えていました。

この図中では,搬送波fcに対する信号波fsがAM波内に現れる位置を示していますね.

>この問題ではAが相当すると思うのですが、正しい理解でしょうか?

そうです.Fig.H30402の中の第1帯域フィルタの下の図で,緑の方が下側波帯ですから,これを通過させたとして,周波数混合器にかけると,2と3の緑で塗られた成分が出力に現れるので,これのどちらかを第2帯域フィルタで選ぶわけですが,局部発振器の発振周波数より高い方にもとのLSB波(3)が現れ,低い方に,それをひっくり返した形になるUSB波(2)が現れている,ということです.面白いですね.

>このへんを図入りで詳しく解説している本などをご存知でしたらご紹介ください。

私が受験で使っていたのはCQ出版の「解説・無線工学」ですが,いま見返すと,文章で説明はありますけれども,図はあまりよくないですね.確か自分で図を書いて理解した覚えがあります.

間違えてしまってすいませんでした.
メンテ
Re: H16年8月SSB送信器の問題 ( No.9 )
日時: 2010/10/14 23:14:57
名前: yasiti

かなりはっきりしたイメージになってきました。ectoyfan様、大変にありがとうございます。
メンテ
Re: H16年8月SSB送信器の問題 ( No.10 )
日時: 2010/10/15 13:39:15
名前: 魚の目鷹の目

ハムの国試受験は「独学」が前提になっていましょう。独学ですと迷ったり理解できなくなったりの連続です。今回のケースは素晴らしいケースですね。
インターネットの無かった時代受験しました者は解決するのに数カ月、数年かかった事がありました。若かったので
エイヤーで正解などを丸暗記したことを思い出します。
メンテ

Page: 1 |
リンク元が不明なためコメントを投稿できません