電波時計の信号(40kHz/60kHz) を 聞 こ う！
CQ hamradio誌別冊 QEX Japan誌 No.38 2021.2発売号に40kHz JJY受信機の製作記事が掲載されました。
40kHz JJY専用受信機の製作 その他
記事では紹介ができない動画や、誌面のページ数の関係で紹介しきれない内容を掲載しています。
巻末に40kHz受信モジュール QEX Japan誌・読者限定プレゼントの応募要項を掲載しています。
たくさんの応募をお待ちしています。
画像:1 今回製作した受信機で実際に受信し、受信確認証をもらいました。
受信日:2020年10月22日 確認証 Vol.2 No.222
画像: 2 自作したJJY専用受信機
左:40kHz専用 右:Sメーター搭載40kHz/60kHz両対応
市販されている電波時計には信号音が聞ける機能はありません。
40kHz電波時計受信モジュールを利用した超簡単な受 信機を作りました。
簡単な工作なので、みなさん作って友達に自慢しましょう！
画像:3
は じ め に
標準電波を基に時刻修正を行う時計は40年以上前から利用されています。
今ではいろんなメーカーが特色有る長波、GPSを利用した電波時計を販売しています。
この記事は電波時計の時刻を修正する長波標準電波( 40kHz/60kHz )の信号を聞いてみようというものです。
この標準電波はJJYと言うコールサインでお馴染みですが、信号を聞くには40kHz/60kHzの長波帯をカバーしている通信型受信機やSDR受信機が必要です。
また、長波帯のアンテナも結構大がかりになるのではないかと思われる方も多いと思います。
そこで電波時計受信モジュールを使って、安価で簡単にJJY信号の音を聞くことができる受信機を製作してみました。
Sメーターも時刻表示部分も無い1秒毎のピー、ピー音と毎時二回のモールス音を聴く為だけの受信機です。
併せて電波時計が時刻補正が取れない場合に、横に置いて受信状況を補完するバー・アンテナも製作しました。
本機の主な特徴
●1秒毎のピー、ピー音と毎時二回のモールス符号を聴く為だけの受 信機です。
●受信した電波時計のタイムコード信号をオシロスコープで観測 できる端子付き！
※毎時15分と45分の40 - 48秒に呼出符号である J J Y がモールスで2回送信されます。
●60kHz用、40kHz/60kHz両用のモジュールでも同様に製作出来ます。
●応用例として電波時計の周辺ノイズや到来する伝播状態のチェックができます。
画像:4 Microtelecom 社 PERSEUS受信機で40kHz-JJY信号を受信している画像
画像: 5 モジュールのタイムコード出力をオシロスコープで観測
もう少し高級なオシロスコープで観測する方が見やすいけれど・・・
左から3,4つ目の波形はパルス幅が少し短い 右側:1秒毎にパルスが出ている
もう少し高級なオシロスコープで観測する方が見やすいけれど・・・
左から3,4つ目の波形はパルス幅が少し短い 右側:1秒毎にパルスが出ている
製 作 し よ う !
電波時計受信モジュールを利用して2時間ほどで製作できるJJY受信機です。
筆者は都内在住なので東日本向けの40kHz版を使用しましたが、西日本向けの60kHzでも同様の考え方でOKです。
また、40kHz/60kHz両対応の受信モジュールでも問題なく使えます。
このモジュールを入手出来るかが一番の肝になりますが、液晶が見えなくなった故障品から取り外しても良いと思います。
受信機にするには、電波時計モジュールは常時動作させなくてはいけません。
今回のモジュールではH端子に相当し、端子をGNDに接続しないと受信状態になりません。
( 機種により、POやPONの端子名になっている事もあります。)
筆者は都内在住なので東日本向けの40kHz版を使用しましたが、西日本向けの60kHzでも同様の考え方でOKです。
また、40kHz/60kHz両対応の受信モジュールでも問題なく使えます。
このモジュールを入手出来るかが一番の肝になりますが、液晶が見えなくなった故障品から取り外しても良いと思います。
受信機にするには、電波時計モジュールは常時動作させなくてはいけません。
今回のモジュールではH端子に相当し、端子をGNDに接続しないと受信状態になりません。
( 機種により、POやPONの端子名になっている事もあります。)
40kHz/60kHz両対応モジュールでは、40kHz/60kHz切り換え端子があります。
バー・アンテナは1本なので、同調用コンデンサを切り換える事で両方に対応しています。
多くの機種で端子がLレベルの時に40kHz 、Hレベルで60kHzにしている様です。
※市販の電波時計は電池を装着すると受信を開始します。 JJY信号を捕らえるか、捕捉に失敗したらモジュールの電源を切断する様になっています。
また、強制受信のスイッチにより再度受信動作になります。
ピー、ピーと1秒毎の音と毎時15分と45分に流れるJJYのコールサインを出すだけなので、発音回路に電子ブザーを使いました。
※圧電スピーカーは発音回路が無いので使えません。 簡単に済ますなら、迷わず電子ブザーを使いましょう。
モジュール出力(正論理)とLED,ブザー間にトランジスタ1石の駆動回路を入れています。
ブザーは3V動作でも結構大きな音がするので抵抗で動作電圧を下げるか、ブザーのケース穴をテープで塞ぐなりして音量を調整します。
欠点はブザーの発振周波数が約3kHzと高く、大きな音量では耳障りになる事です。
普段はLEDだけにして、点滅が規則正しい時にブザーをスイッチでONにするのが良いです。
本来は800Hz付近の正弦波回路を出力信号でON/OFFして聞きやすくしたいのですが、誰でも簡単にと言う観点から今回は電子ブザーで
代用しています。
電子ブザーを購入する際は消費電流を確認しましょう。 小さくて便利だなと思っていたら電流が多く流れて電池は直ぐに無くなります。
音量は意外に大きいので、直列に抵抗を入れて動作電圧を下げると良いと思います。
画像:6 電子ブザー 村田製作所 PKB24SPCH3601
●電子ブザーの一例 村田製作所 PKB24SPCH3601
■発振周波数：3.6kHz(電源DC12V時)
■直径：24.3mm
■厚さ：9mm
■定格音圧：90dB(電源DC12V時, 10cm)
■動作電圧：DC 3.0~15V
■消費電流:1.8mA/DC2V時 2.8mA/DC3V時
画像: 7
部品はこれだけ
部 品 表
| 部 品 名 |
メ ー カ ー・型 番 な ど |
購 入 先 |
そ の 他 |
| 電波時計モジュール |
JJY-3850-40k 40kHz版 または MJU823RCC 40kHz/60kHz両対応版 または電波時計から取り外した物 |
aitendoなど |
|
| ポリカーボネートケース |
117-M(PC) 94X64X22.6mm |
秋月電子通商 |
|
| 両面スルーホールユニバーサル基板 |
P-12979 ( 2X8cm ) |
秋月電子通商 | |
| 電子ブザー |
村田製作所 PKB24SPCH3601 24mm |
秋月電子通商 | |
| 電池ボックス |
単4x2本 リード線・フタ・スイッチ付 |
秋月電子通商 | |
| ピン・ジャック |
色は各自の好みで選ぶ |
秋月電子通商など | |
| 3Pトグル・スイッチ |
サトーパーツ、ミヤマなど |
秋月電子通商など | |
| 単4電池 |
2本 アルカリ仕様 |
秋月電子通商など | |
| 配線材料 |
色は各自の好みで | 秋月電子通商など | |
| ネジ・ラグ端子類 |
2mm径用 |
||
| 2SC1815など |
NPNタイプなら何でもOK 各自の好みで | 秋月電子通商など | |
| LED |
色と大きさは各自の好みで | 秋月電子通商など | |
| 50kΩ半固定ボリューム |
東京コスモス電機 GF063P B503Kなど |
秋月電子通商など | |
| オシロスコープ |
出力波形を観測するのに1台あると便利です。 |
||
表:1 使用した部品表
画像: 8 受信モジュール JJY3850-40k
画像:9 基板上の黒い部分に受信用ICが入っています。 左端上は40kHz水晶振動子
画像:10 ピン接続:裏側の印字部分に注目！
V・・+3V G・・GND P・・GND に接続 H・・VCC/+3Vに接続しないと常時受信動作しません。
T・・出力 / 負論理 無印ピン・・出力 / 正論理
画像:11 基本回路図
画像: 12 ケースに穴開け後、あらかじめ端子、スイッチを取り付けておく
画像: 13 モジュール基板は蛇の目基板にスペーサに通してメッキ線で固定
配線時にバー・アンテナを取り外しておくとやりやすい。
画像: 14 端の穴を2mmに拡げて、電源取り回し用の端子部分にする 裏側部分
画像:15 表側の端子を単四電池ホルダーに接続
画像:16 完成した外観
電池ホルダーの電源スイッチを使用して省スペース化、トグル・スイッチは電子ブザーのオン/オフ切換
※バー・アンテナはグルーなどの接着剤で固定します。
調整方法について
電波時計モジュールは完成品なので、調整箇所はありません。
モジュールから出力される信号を電子ブザーとLEDを駆動するトランジスタ部分だけです。
まずLED側に切り換えてLEDが暗くなる方向に半固定ボリュームを回します。
※この段階でLEDが規則正しく点滅しているようならOKです。
次にブザーをONにしてLEDとブザーがうまく連動する位置までボリュームを廻します。
この作業は何回か繰り返して決定します。
注意点として室内で作業をする場合は、ノイズや伝播状態により最適点が分からない場合が有ります。
出来れば、近所の公園や空き地などで調整をする方が分かりやすいです。
※実際に公園で試しましたが、平日だと近隣の会社が営業していたりするとノイズが多くなっている事がありました。
早朝、深夜だとノイズの影響を抑えられると思います。
完成したら受信してみよう！
受信する前にバー・アンテナを送信所方向に合わせましょう。
方向が良く分からない場合は、おおまかに向けて少しずつ角度を変えて試しましょう。
東日本の40kHz 福島県田村市都路町／同双葉郡川内村境界の大鷹鳥谷山（おおたかどややま）山頂付近
西日本の60kHz 佐賀県佐賀市富士町／福岡県糸島市境界の羽金山（はがねやま）山頂付近
受信機と言っても、ピー、ピー音とモールス音が聞こえるだけです。
電波状況が悪い時( 電界強度が低い場合、周辺にノイズ源がある場合 )は正常動作にならず、LEDは規則正しい点滅になりません。
この場合はブザー音が耳障りになるので、LEDが規則正しい点滅になっているときだけスイッチで切り換える様にしています。
毎時15分40秒からと45分40秒から10秒間にJJYのモールス符号が聞こえます。
・－－－ ・－－－ －・－－ ・は短点 / ト －は長点 / ツー
J J Y
・－－－ ・－－－ －・－－ ・－－－ ・－－－ －・－－ この様に2回流れます。
J J Y J J Y
画像:17 実際に受信している様子
室内で受信テストしている動画 → → → ここをクリックしてください。 MP4形式
後半はモールス信号でJ J Y と2回アナウンスしています。 ※音量は小さめです。
完成したら受信報告書を出してみましょう。
受信を確認しました！だけでは駄目で、報告書の書き方の注意事項があります。
※一般に市販されている電波時計やe-mailでの報告は受け付けていませんので、注意が必要です。
報告書で重要なのはモールス符号が確認出来ることが重要で、通信型受信機の様に信号強度メーター( Sメーター )がなくてもSINPOコードでOKです。
つまり、電波時計モジュールに発音回路(もしくはタイムコード出力をモニターできるか)が追加されていれば条件を満たすと解釈されます。
但し、モールス符号が確認出来る電界強度が確保出来ないと報告は難しいと思います。
製作した受信機は周辺ノイズがあったり電界強度が弱い場合には、正常なタイム・コードが出力されないのでモールス符号は確認出来ないことになります。
屋外アンテナと同調型カプラーなどを使用して確実に受信出来る環境にしてください。
画像: 18 PERSEUS受信機でJJY符号をWaterfallで表示させた 中心が40kHz
実際に受信している様子を動画で紹介するなどの用意が出来れば、より理解されると思います。
筆者は午前と午後の2回受信している動画を用意しました。 電波時計も一緒に撮影し、受信時間が分かる様にしました。
期間限定の受信報告数が公表されていますが、1年を通すと海外からの分を含めて1000余りではないでしょうか。
県別に見ると報告が無かった県もあり、興味深いです。
| 周 波 数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Φ |
海外 |
| 40kHz |
234 |
37 |
32 |
11 |
12 |
8 |
46 |
14 |
3 |
20 |
39 |
| 60kHz |
156 |
41 |
45 |
19 |
18 |
34 |
23 |
21 |
4 |
15 |
29 |
| 周 波 数 |
国 内 |
海 外 |
総 合 計 |
| 40kHz |
417 |
39 |
456 |
| 60kHz |
376 |
15 |
391 |
受信報告書の出し方の詳細は、文末に記載しているURLでご覧ください。
他の応用例
JJY専用受信機として使う以外にも使い途があります。
電波時計を使用している方は誰しも経験していると思いますが、時刻補正が出来ないことに直面します。
原因として40kHz/60kHz標準電波の伝播状態、時計周辺のノイズの影響、設置場所が送信所方向に向いていない事が考えられます。
時刻補正をする時間帯は機種にもよりますが、周辺ノイズが少なくなる深夜から早朝帯が多いようです。
受信モジュールを常時動作させることで、時計の設置場所周辺のノイズによる誤動作が原因なのか、
電波が弱いからなのかの判断が出来ます。
LEDが1秒毎に点滅する具合である程度判断は付きますが、オシロスコープでタイムコード出力をモニターすれば動作状況はより分かりやすくなります。
実際に使用してみると、室内のノイズが多いことに再認識させられます。
また周辺に建物が無い公園でも意外とノイズがあり(地中に電線が埋設されている場所もあります。)、ノイズ源探索にも役立つかも分かりません。
電波時計の感度が悪いのではないか？ と考えている人に・・・
よほどいい加減なメーカーで無い限り感度的には問題は無いと思いますが、感度が悪いと考える原因に
時刻補正が取れず正確な時刻が表示されないと言うのが多いと感じます。
室内では駄目で窓際か屋外では補正できる場合は、時計周辺のノイズの影響も考えられます。
また、鉄筋構造の建物内は影響を受けやすいし、中には電波時計を送信所方向とは違う向きに設置している例もあります。
電波時計には時刻補正が出来たか出来なかったかの表示しか無いので、使用者にはそれ以上の情報を把握することは出来ません。
電波時計を使用している方は誰しも経験していると思いますが、時刻補正が出来ないことに直面します。
原因として40kHz/60kHz標準電波の伝播状態、時計周辺のノイズの影響、設置場所が送信所方向に向いていない事が考えられます。
時刻補正をする時間帯は機種にもよりますが、周辺ノイズが少なくなる深夜から早朝帯が多いようです。
受信モジュールを常時動作させることで、時計の設置場所周辺のノイズによる誤動作が原因なのか、
電波が弱いからなのかの判断が出来ます。
LEDが1秒毎に点滅する具合である程度判断は付きますが、オシロスコープでタイムコード出力をモニターすれば動作状況はより分かりやすくなります。
実際に使用してみると、室内のノイズが多いことに再認識させられます。
また周辺に建物が無い公園でも意外とノイズがあり(地中に電線が埋設されている場所もあります。)、ノイズ源探索にも役立つかも分かりません。
電波時計の感度が悪いのではないか？ と考えている人に・・・
よほどいい加減なメーカーで無い限り感度的には問題は無いと思いますが、感度が悪いと考える原因に
時刻補正が取れず正確な時刻が表示されないと言うのが多いと感じます。
室内では駄目で窓際か屋外では補正できる場合は、時計周辺のノイズの影響も考えられます。
また、鉄筋構造の建物内は影響を受けやすいし、中には電波時計を送信所方向とは違う向きに設置している例もあります。
電波時計には時刻補正が出来たか出来なかったかの表示しか無いので、使用者にはそれ以上の情報を把握することは出来ません。
※業務機ではJJY信号に常時同期し、日付・時刻表示以外の各種情報と5MHz /
10MHzのJJY信号に常時同期した安定な標準周波数が得られる製品もあります。 現在は製造中止になっています。
画像:19 日本通信機 7572B JJY 時刻・周波数同期受信機 ルビジウム発振器内蔵
画像:19 日本通信機 7572B JJY 時刻・周波数同期受信機 ルビジウム発振器内蔵
出力波形を観測してみよう！
出力端子にオシロスコープを接続すればさらに受信状態が詳しく分かります。
最近安くなってきた小型オシロスコープの購入を検討するのも良いかと思います。
出力端子にオシロスコープを接続すればさらに受信状態が詳しく分かります。
最近安くなってきた小型オシロスコープの購入を検討するのも良いかと思います。
画像: 20 電波状況が良い場合はこんな波形が得られる
1秒パルスと短いパルスが存在しているのが分かる。 ※ 横の1マスは1.2秒です。
※タイムコードを参照しながらオシロスコープの波形をみると、1つ１つ信号の意味(役割)が良く分かります。
画像:21 画像: 22 状況が悪いと波形が出力されないので、時刻補正などが出来なくて異常な表示になる事もある。
アナログ信号と違い、0と1のデジタル信号なので出力が無いと正常動作になりません。
この様な受信状態の時に電波時計の設定された受信時間が重なると補正が取れません。
通常と大きく異なる波形が出力されると、マイコン部分が誤動作して時計の表示がおかしくなる原因になるのでは無いかと考えています。
掲示板などで電波時計が受信出来ない、時間が狂う、地震が来るなどの書き込みを見ることが多いのですが、電波時計には時刻表示しかないので
受信状況を確認することが出来ません。
この受信機で電波が届いていないのか、周辺にノイズがあるのかがある程度分かるので時刻補正で悩んでいる方は製作をお勧めします。
※文末に記載した筆者のホームページではノイズの影響でJJYのモールス符号が変化した受信音が動画で紹介しています。
設置した電波時計/受信機が受信しづらい時の対処方法
最初にするのは40kHz/60kHzの送信所方向に電波時計/受信機を設置しているかの確認です。
窓際でも受信しづらい場合は、同調型バー・アンテナなどを利用する方法があります。
同調型バー・アンテナ/カプラの製作
誌面では若干分かりづらい内容になっているかと思いますので、ここをご参照ください。
画像: 23 完成した同調型バー・アンテナ兼用カプラ
画像: 24 受信機に近づけて使う
ラジオ用のフェライト・ロッドを使う場合、同じ規格の物を揃えるのに苦労する事があります。
今回は入手しやすいパソコンのケーブルなどで使われているノイズ吸収用のコアを利用しました。
外部バー・アンテナとして使う以外に、大きなアンテナをつないで同調型カプラにも使えます。
画像:25 北川工業 SFC8( 2分割スリーブフェライトコア )を使用しました。
中身のフェライトを取り出し、5本並べた状態
角ばった形状のため、そのままでは線を巻きにくいのでパイプに入れて使用しています。
パイプ( 外径:25mm 内径:21mm )に1次側は0.23mmポリウレタン線を線幅60mmに巻きます。
2次側は線幅5mm巻きました。 パイプ内にフェライトがピッタリ入ります。
1秒パルスと短いパルスが存在しているのが分かる。 ※ 横の1マスは1.2秒です。
※タイムコードを参照しながらオシロスコープの波形をみると、1つ１つ信号の意味(役割)が良く分かります。
画像:21 画像: 22 状況が悪いと波形が出力されないので、時刻補正などが出来なくて異常な表示になる事もある。
アナログ信号と違い、0と1のデジタル信号なので出力が無いと正常動作になりません。
この様な受信状態の時に電波時計の設定された受信時間が重なると補正が取れません。
通常と大きく異なる波形が出力されると、マイコン部分が誤動作して時計の表示がおかしくなる原因になるのでは無いかと考えています。
掲示板などで電波時計が受信出来ない、時間が狂う、地震が来るなどの書き込みを見ることが多いのですが、電波時計には時刻表示しかないので
受信状況を確認することが出来ません。
この受信機で電波が届いていないのか、周辺にノイズがあるのかがある程度分かるので時刻補正で悩んでいる方は製作をお勧めします。
※文末に記載した筆者のホームページではノイズの影響でJJYのモールス符号が変化した受信音が動画で紹介しています。
設置した電波時計/受信機が受信しづらい時の対処方法
最初にするのは40kHz/60kHzの送信所方向に電波時計/受信機を設置しているかの確認です。
窓際でも受信しづらい場合は、同調型バー・アンテナなどを利用する方法があります。
同調型バー・アンテナ/カプラの製作
誌面では若干分かりづらい内容になっているかと思いますので、ここをご参照ください。
画像: 23 完成した同調型バー・アンテナ兼用カプラ
画像: 24 受信機に近づけて使う
ラジオ用のフェライト・ロッドを使う場合、同じ規格の物を揃えるのに苦労する事があります。
今回は入手しやすいパソコンのケーブルなどで使われているノイズ吸収用のコアを利用しました。
外部バー・アンテナとして使う以外に、大きなアンテナをつないで同調型カプラにも使えます。
画像:25 北川工業 SFC8( 2分割スリーブフェライトコア )を使用しました。
中身のフェライトを取り出し、5本並べた状態
角ばった形状のため、そのままでは線を巻きにくいのでパイプに入れて使用しています。
パイプ( 外径:25mm 内径:21mm )に1次側は0.23mmポリウレタン線を線幅60mmに巻きます。
2次側は線幅5mm巻きました。 パイプ内にフェライトがピッタリ入ります。
| 同調周波数 |
インダクタンス |
Q値 |
|
| 40kHz |
コア無し 517.6μH コア有り 6.446mH |
コア無し 15.9 コア有り 173 |
表: 3
エヌエフ回路設計ブロック ZM2376を使い40kHzで測定しましたが、秋月電子通商で販売しているDE5000の100kHzレンジでも
ほぼ同じ結果が出ます。
重要な部品選び
同調用コンデンサは容量さえ合っていれば良い訳では無く、適切な物を使わないと性能が得られません。
画像: 26 画像:27
いろんなコンデンサがあるが・・外観は同じだけど・・
同調用に使う場合は、温度特性と高周波帯での性能が良い頭部分が黒くなっている物を選ぼう！
黒くなっていないのは高周波帯で想定した性能が得られないので要注意です。
画像: 28 40kHzに同調するようにコンデンサと微調整トリマを選定します。
事前に40kHzで容量を実測したのでトリマで調整するだけで済みました。
画像: 29 同調特性 40kHz±2kHzで約10dB低下します。
大型ループアンテナ UZ-8CQを使った例
製作したカプラはRCAジャックが取り付けてあり、通信型受信機に接続する以外にダイポール・アンテナなどに繋いでカプラに
なります。 今回はCQ出版社のWebショップで販売中の木枠ループアンテナ UZ-8CQの1次側ループアンテナを利用してみました。
通常の使用目的と違うので、バリコンBOXの結線は以下の様に変更します。
画像: 30 UZ-8CQの配線
1,UZ-8CQ ループアンテナのL1/1次側をバリコンBOXのL2に接続する。
※L2/2次側とバリコンBOXのL1は何も繋がない。 同調バリコンは動作しません。
2,出力をカプラに接続する。
受信機と電波時計の受信状況を3パターンで都内足立区の木造3階の自室でテストしました。
①受信機のみ
②カプラーと受信機
画像: 31
③UZ-8CQを繋いだカプラーと受信機
画像: 32 UZ8CQとカプラで受信している様子 その1
画像: 33 UZ8CQとカプラで受信している様子 その2
④電波時計
画像: 34 電波時計 カシオ DQD-110J
●2020年12月31日
22：00
①受信機のみ 送信所方向に向けると受信できる。 電波時計は受信できなかった。
この時の様子を動画にしました。 JJY.mov
● 2021年1月2日
20：20 ②カプラーと受信機 ③UZ-8CQを繋いだカプラーと受信機で共に受信できず。
22：10 受信したりしなかったりと不安定。
• 受信機のみでは受信できず。
• カプラー＋受信機で指向性を合わせて1度受信したが安定した受信状況は長くは続かない。
• ループアンテナ＋受信機では受信はできなかった。
●2021年1月3日
3：20 受信機のみで受信しているようだが不安定。
• カプラー+受信機では指向性を合わせると一番安定して受信していた。
• ループアンテナ＋受信機ではループアンテナの向きを調整することにより受信することができた。
• ループアンテナ＋電波時計で電波の受信が完了した。
13：00
• 受信機のみで受信。
• カプラー＋受信機では受信できなかった。
• ループアンテナ＋カプラー＋受信機では安定して受信した。
• ループアンテナ＋電波時計は5分程観察したがすぐには受信できなかった。10分位放置していると受信が完了していた。
受信実験の考察
①受信機のみ
受信機の向きが受信感度に大きく影響する。
アンテナのフェライトを送信所の方角に向けると良い。
窓の近くが受信しやすい。
②カプラーと受信機
カプラーのみでは指向性が送信所の方向と異なると、受信状況が不安定に。
方向が合えば問題なく受信できた。
※指向特性がシャープなのかも分かりません。
③UZ-8CQを繋いだカプラーと受信機
ループアンテナの向きを送信所の方向に合わせれば、カプラーと受信機は向きに関係なく受信することができる。
④電波時計
受信機で電波を受信しているところでも受信が難しい。
以上の結果から、カプラーとループアンテナはそれぞれ受信状況に影響を与えることが分かりました。
特にカプラーのみではシンプルで小型で取り回しも効くので普段使用するにも有効だと言えます。
ループアンテナは、JJYの電波のみでなくノイズもキャッチしているのではないかと感じる場面がありました。
家にある電波時計が卓上で向きを変えられるものであればカプラー単体を、壁掛けなどで取り外したり向きを変えるのが難しい場合にはUZ-8CQを使用するのが良いように思います。
また、時間によっても受信状況が変わりました。
これはその場に影響してくるノイズが時間帯によって変わっているからだと考えられます。
電波時計はそれだけで正確な時計と思いがちですが、正常に受信できていなければその機能は発揮できません。
Waveスイッチなどで手動で受信する際には、時間帯や送信所の方向など、受信状況を意識する必要があるようです。
その際に、今回製作したJJY受信機があると即座にその場の受信状況がわかるので役に立ちます。
電波やノイズは目に見えませんが、道具があれば部屋の中で電波状況の良い場所を探すのに有効です。
エヌエフ回路設計ブロック ZM2376を使い40kHzで測定しましたが、秋月電子通商で販売しているDE5000の100kHzレンジでも
ほぼ同じ結果が出ます。
重要な部品選び
同調用コンデンサは容量さえ合っていれば良い訳では無く、適切な物を使わないと性能が得られません。
画像: 26 画像:27
いろんなコンデンサがあるが・・外観は同じだけど・・
同調用に使う場合は、温度特性と高周波帯での性能が良い頭部分が黒くなっている物を選ぼう！
黒くなっていないのは高周波帯で想定した性能が得られないので要注意です。
画像: 28 40kHzに同調するようにコンデンサと微調整トリマを選定します。
事前に40kHzで容量を実測したのでトリマで調整するだけで済みました。
画像: 29 同調特性 40kHz±2kHzで約10dB低下します。
大型ループアンテナ UZ-8CQを使った例
製作したカプラはRCAジャックが取り付けてあり、通信型受信機に接続する以外にダイポール・アンテナなどに繋いでカプラに
なります。 今回はCQ出版社のWebショップで販売中の木枠ループアンテナ UZ-8CQの1次側ループアンテナを利用してみました。
通常の使用目的と違うので、バリコンBOXの結線は以下の様に変更します。
画像: 30 UZ-8CQの配線
1,UZ-8CQ ループアンテナのL1/1次側をバリコンBOXのL2に接続する。
※L2/2次側とバリコンBOXのL1は何も繋がない。 同調バリコンは動作しません。
2,出力をカプラに接続する。
受信機と電波時計の受信状況を3パターンで都内足立区の木造3階の自室でテストしました。
①受信機のみ
②カプラーと受信機
画像: 31
③UZ-8CQを繋いだカプラーと受信機
画像: 32 UZ8CQとカプラで受信している様子 その1
画像: 33 UZ8CQとカプラで受信している様子 その2
④電波時計
画像: 34 電波時計 カシオ DQD-110J
●2020年12月31日
22：00
①受信機のみ 送信所方向に向けると受信できる。 電波時計は受信できなかった。
この時の様子を動画にしました。 JJY.mov
● 2021年1月2日
20：20 ②カプラーと受信機 ③UZ-8CQを繋いだカプラーと受信機で共に受信できず。
22：10 受信したりしなかったりと不安定。
• 受信機のみでは受信できず。
• カプラー＋受信機で指向性を合わせて1度受信したが安定した受信状況は長くは続かない。
• ループアンテナ＋受信機では受信はできなかった。
●2021年1月3日
3：20 受信機のみで受信しているようだが不安定。
• カプラー+受信機では指向性を合わせると一番安定して受信していた。
• ループアンテナ＋受信機ではループアンテナの向きを調整することにより受信することができた。
• ループアンテナ＋電波時計で電波の受信が完了した。
13：00
• 受信機のみで受信。
• カプラー＋受信機では受信できなかった。
• ループアンテナ＋カプラー＋受信機では安定して受信した。
• ループアンテナ＋電波時計は5分程観察したがすぐには受信できなかった。10分位放置していると受信が完了していた。
受信実験の考察
①受信機のみ
受信機の向きが受信感度に大きく影響する。
アンテナのフェライトを送信所の方角に向けると良い。
窓の近くが受信しやすい。
②カプラーと受信機
カプラーのみでは指向性が送信所の方向と異なると、受信状況が不安定に。
方向が合えば問題なく受信できた。
※指向特性がシャープなのかも分かりません。
③UZ-8CQを繋いだカプラーと受信機
ループアンテナの向きを送信所の方向に合わせれば、カプラーと受信機は向きに関係なく受信することができる。
④電波時計
受信機で電波を受信しているところでも受信が難しい。
以上の結果から、カプラーとループアンテナはそれぞれ受信状況に影響を与えることが分かりました。
特にカプラーのみではシンプルで小型で取り回しも効くので普段使用するにも有効だと言えます。
ループアンテナは、JJYの電波のみでなくノイズもキャッチしているのではないかと感じる場面がありました。
家にある電波時計が卓上で向きを変えられるものであればカプラー単体を、壁掛けなどで取り外したり向きを変えるのが難しい場合にはUZ-8CQを使用するのが良いように思います。
また、時間によっても受信状況が変わりました。
これはその場に影響してくるノイズが時間帯によって変わっているからだと考えられます。
電波時計はそれだけで正確な時計と思いがちですが、正常に受信できていなければその機能は発揮できません。
Waveスイッチなどで手動で受信する際には、時間帯や送信所の方向など、受信状況を意識する必要があるようです。
その際に、今回製作したJJY受信機があると即座にその場の受信状況がわかるので役に立ちます。
電波やノイズは目に見えませんが、道具があれば部屋の中で電波状況の良い場所を探すのに有効です。
参考資料・文献など
●J J Y標準電波について詳細は 国立研究開発法人 情報通信研究機構 JJY標準周波数局 https://jjy.nict.go.jp/index.html
受信報告書の送付方法については、URL内の資料室にあります。
https://jjy.nict.go.jp/QandA/index.html
●受信モジュールの仕様書
C-MAX Time Solutions GmbH社 CME6005 http://hotspot-tanken.club/mpl/jjy/CME6005-AN001-A1-1.pdf
セイコーNPC(株) SM9501A http://www.npc.co.jp/wp-content/uploads/9501a_nc0304b.pdf
● フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 https://ja.wikipedia.org/wiki/JJY
JJYのタイムコードについて記載されています。
●筆者のホームページでは、記事では紹介できない実際に受信した際の動画もあります。
http://hotspot-tanken.club/mpl/jjy/40k_rx.html このページです。
実際に室内、屋外で受信した動画もありますので、ぜひご覧ください。
●J J Y標準電波について詳細は 国立研究開発法人 情報通信研究機構 JJY標準周波数局 https://jjy.nict.go.jp/index.html
受信報告書の送付方法については、URL内の資料室にあります。
https://jjy.nict.go.jp/QandA/index.html
●受信モジュールの仕様書
C-MAX Time Solutions GmbH社 CME6005 http://hotspot-tanken.club/mpl/jjy/CME6005-AN001-A1-1.pdf
セイコーNPC(株) SM9501A http://www.npc.co.jp/wp-content/uploads/9501a_nc0304b.pdf
● フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 https://ja.wikipedia.org/wiki/JJY
JJYのタイムコードについて記載されています。
●筆者のホームページでは、記事では紹介できない実際に受信した際の動画もあります。
http://hotspot-tanken.club/mpl/jjy/40k_rx.html このページです。
実際に室内、屋外で受信した動画もありますので、ぜひご覧ください。
