展示品は二種類のノイズヘッドを持つノイズジェネレータです。
雑音源の一つは、古い時代に使われたランプ(豆電球)方式。ランプに電流を流すと、フィラメントが過熱してそれなりの熱雑音を出します。昔のARRL
VHF manualにあった事例を基に、パーツ箱にあった小さなパイロットランプを取り付けてみたところ、得られたENR(過剰雑音比)は144MHzで3.3dBでした。レベルは随分小さいけれど、これを使ってコンバータの調整ができることは一応確認しています。
しかし、信号源インピーダンスが50Ωから大きく離れているし、通電onからcold状態への戻りに1秒以上要するため、精密な調整や測定には向きません。歴史遺産としての意味はありますが、現代における実用性は乏しいです。
もう一つは、1N21などのマイクロ波用ミクサダイオードを雑音源として使うもの。これは1960年代からQSTやVHFのハンドブック等に代表的な雑音源として紹介されていましたから、VHFファンのOT諸氏には御存知の方も多かろうと思います。このタイプは逆方向電流の増減に応じて、ノイズ量がスムースに変化する点が特長で、バイポーラTrのBE間を使う簡易型に比べると発生雑音量のドリフトも少なくてFBです。TrのBE間を使うと電流増とともに発生雑音量が減る傾向にありますが、こちらは電流を増すとENRも滑らかに増加するから扱い易いと言えます。
ここに展示するXバンドミクサ用のD5880Cなどは、144MHzにて単体ENR 30dBと(1296MHzでも26.3dBを示した)十分な値を示しますから現代でも十分実用になります。
使用にあたっては、発生雑音レベルの調整とインピーダンス補償のため、出力コネクタに15～20dBのATTを装着します。仮に20dB ATTを入れるとしましょう。ENRはその分減少しますが、リターンロスは40dB改善してVSWRは1.02以内に保たれます。僅かなインピーダンス変動にも敏感なHEMT系LNAでも、これなら不安なく調整できるでしょう。
後はボリュームでダイオード電流を絞りながら雑音量をコントロールし、弱いノイズがよりハッキリ聞こえるように受信機フロントエンドやLNAを調整する訳です。D5880Cの雑音量は、ノイズソース専用のツェナーダイオードより少し小さいですがレベルは安定しています。オートマチックNFメーターのノイズヘッドとして使うこともできると思います。2021年1月製作。
This is a noise generator with two types of different noise head. One is
the lamp system used in the old days. When the lamp is turned on, a heated
filament will produce some level of thermal noise. I manufactured this
based on the article of the ARRL VHF manual in 1960 's using a small pilot
lamp which was found in my parts box.
The ENR obtained on 144MHz was only 3.3dB. The level is very small, but
I confirmed that a converter tuning can be done using this. But this isn't
suitable for precise tuning because the source impedance is far apart from
50Ω. And It's also inconvenient that it takes more than one second to return
to the cold reference level from hot state. There is meaning as a historical
legacy, but it isn’t practical any more in today.
Another head has a microwave mixer diode built-in as a noise source. This
was introduced to QST and several V/UHF handbooks as a typical noise source
since 1960 's. As the noise amount varies smoothly according to the reverse
current, it is the big merit for this type. And there is little drift of
the occurrence noise level compared with a Zener diode of B-E of bipolar
transistor. As ENR is also increased smoothly with increase of a diode
current, it's easy to use. D5880C for X band mixer exhibited here produces
30dB of ENR on 144MHz, which is enough and useful even now (ENR is more
than 26dB even on 1296MHz).
In case of use, ATT of 15-20dB should be added for impedance compensation.
If 20dB ATT is put on, ENR will decrease by 20dB, but it will improve return-loss
by 40 dB, and VSWR should be less than 1.02. The actual work procedure
isn't complicated. A receiver front-end is only adjusted so that weak noise
may be heard more clearly. The noise amount of the D5880C is a little smaller
than that of noise diodes. But it’s stable. I think it’s possible to adopt
this diode as a noise source of automatic NF meter. Assembled and tested
in Jan. 2021.
