tinySA ULTRA 導入

【この記事の所要時間: 50秒】

NanoVNAに続いて数年前から話題になっているコンパクトなスペクトラム・アナライザ tinySA …その上位モデル tinySA ULTRAを購入した。
ULTRAは未だ国内販売されていないため海外通販…購入先は公式サイト内でも推奨されている「Zeenko store on AliExpress」。
ULTRAのBad Cloneが出回っているという話は未だ見聞きしないけど念の為にね。
発注は1/3…その時点での配送予定日は1/21だったが、一日前倒しで一昨日(1/20)届いた。

tinySA ULTRA

開封

化粧箱

エアキャップで何重にも包まれ、更にクッション封筒に収められていて、化粧箱の傷みは皆無。
なかなか高級感がある。

構成品

tinySA ULTRA本体の他に:
・接続ケーブル(SMA-P⇔SMA-P)×2本
・USBケーブル(USB-A⇔USB-C)
・中継コネクタ(SMA-J⇔SMA-J)
・ロッドアンテナ(SMA-P、短縮時10cm/伸張時30cm)
・ピック状スタイラス付きストラップ(丸ゴム紐製)

ファームウェアアップデート

FWアップデート適用後(v1.4-31⇒v1.4-40)

Bad Cloneはセルフテストの特定項目がNGになるため、テストを回避してOKを見せるように改竄された偽ファームウェアが搭載されており、正規のファームウェアに入れ替えてテストすることで判定できるという。
尚、公式サイトには「デバイスが正常に機能しているのであれば、ファームウェアをアップデートする必要は無い」と記されているものの、入手したULTRAの搭載バージョンから短期間の間にリビジョンが結構上がっていたので(v1.4-31⇒v1.4-40)、アップデートすることにした。

最初、公式サイトに記されている「bin ファイルと dfu-utilを使う」手順を選択したが、ULTRAをUSB接続してDFUモードにしてもPC(GPD P2 Max Windows10)から全く認識されず先に進めない。
USBケーブルを換えてみたものの改善せず。
PCから認識されないのであれば「bin ファイルと STM32CubeProgrammerを使う」手順も同様に不可。
何か解決策や他の手段は無いものか…とネットで調べてみると、「tinySA-App」(公式サイト内でも紹介有り)というPCコントロールアプリを使う方法が見つかった。
⇒『tinySA Firmware Update(v1.1-32-g3c79a47)』(JH1LHVの雑記帳)

アプリは単独起動出来るのでインストール不要、ファームウェアアップデートの手順も簡単…ということで早速試してみたところ、呆気無く完了。
無事アップデート出来た。

セルフテストとレベルキャリブレーション

セルフテスト完了

ファームウェアアップデート後のセルフテストは全項目問題無し。
当然だけど、不自然にスキップ(何かやっているようなフシが無く「Pass」だけ表示)するなんてことも無し。

キャリブレーション完了

詳細は未だ良く判っていないけれど、とりあえず問題無く完了。

液晶保護フィルム貼り付け

エレコムの4.5インチ用液晶保護フィルム

専用の保護フィルムは無いので(ノーマルモデルの方は既に専用品が国内販売されている)、近いサイズの汎用品を流用。
ULTRAの仕様では画面サイズは4.0インチとのことなので、手持ちの4.0インチ用保護フィルムが使えるかと思ったら、短辺側が明らかに短くて使えなかった。
実際に測ってみると、ケースの開口部サイズで短辺側を合わせると4.3インチ用が合いそうだけど、未だ微妙に短い。
ケースを開けて液晶ディスプレイで直接測ってみたところ、短辺側は4.5インチ用がちょうど同じサイズで、長辺側は1cm切り詰めるとジャストサイズになる。

ケースを開けた状態

四隅のネジを抜けば簡単に三枚おろし(前面ケース、基板、後面ケース&バッテリー)に出来る。
上の写真で基板を裏返せば液晶ディスプレイが露出するので、保護フィルムを貼り付ける。
ケースを付けたまま貼り付けるのに比べて遥かに容易。

貼り付け完了

数多くの機器の保護フィルムを貼ってきたけれど、その中でも上位に来るほど綺麗に貼れた(自画自賛)。

収納ケース

収納ケース

ULTRA本体と各種付属品をまとめて収納出来るケース。
以前、HiGOLE GOLE1 Pro用に購入した任天堂DS LL用ケースの使い勝手がなかなか良く、ULTRAのサイズや付属品も無理なく収められたので、同じ物の色違い(ファスナー部分)を購入した。
⇒【[HIGOLE GOLE1 PRO] 関連小物いろいろ

内部ポケットにULTRAを収納

このケースには取り外し可能な内部ポケットが有る。
GOLE1 Proはやや大きくてこのポケットは使わずスポンジでスペーサーを作成したが、ULTRAはちょうど良い感じに収納出来る。

カートリッジポケット

ゲームカートリッジ用のポケットはアッテネーターや変換/中継コネクタを収めるのにちょうど良い。

ポケット

蓋側のポケットはマチが有るので、ケーブルやアンテナなどやや嵩張る物を収納出来る。

元が技術屋(ハードウェア設計・開発)なので、測定器には特に興味がある。
信号という見えないものを見る面白さを体験出来るのが測定器というツール。
もっとも専門はデジタル伝送とプロセッサ系で高周波の経験は余り無いけれども。

さて、コイツは何に使おうか。(本末転倒)


ACアダプタ用電圧/電流計を作成

【この記事の所要時間: 648秒】

一般的なACアダプタには、スイッチング式/トランス式(安定化、非安定化)といった種類が有る。
スイッチング式>トランス式(安定化)>トランス式(非安定化)の順で発生ノイズが少ないため、オーディオ機器や無線機器ではトランス式(非安定化)を使うことが多い。
ただ、非安定化トランス式ACアダプタは出力電流と機器の消費電流の差によって出力電圧が変動し、消費電流が少ない機器に大電流出力の物を使うと出力電圧が表記電圧より増大し、機器の規定入力電圧を超過する恐れがある。
大が必ずしも小を兼ねない。
但し一方で、機器の消費電流が著しく少ない状況(たとえば内蔵バッテリーが満充電状態で追加の電力消費が無い場合など)では、出力電流が低い非安定化トランス式ACアダプタの方が出力電圧が大きくなるケースもあるため要注意。

ACアダプタが付属していなくて、且つ、メーカー推奨のACアダプタ(純正オプション)が不明な場合や、付属品やオプション品がスイッチング式のためノイズの少ないトランス式(非安定化)に置き換える場合など、機器の消費電流が分かれば、たとえば次のようなサイトを参考にして適合するACアダプタを選定する。
⇒【トランス式非安定化ACアダプタの出力特性/マルツ

もし機器の消費電流が分からない場合は…測定するのが確実。
両端がDCプラグ(オス/メス)の中継ケーブル的な物を作り、途中に測定点(端子)を設けてテスターで測れば良いだろう。
もしかして、そういう用途の小物(製品)が既に有ったりしないだろうか…と調べたら、さすがにそのものズバリの製品は無かったが、市販の電圧/電流計を使ったACアダプタ用電圧電流計の自作記事を見つけた。
⇒『ACアダプタ用電圧電流計』(高田馬場の組み込み屋さん-電子工作、回路設計、ファーム TIPS)

大変判りやすい記事なので早速参考にさせていただき作成してみた。★情報公開に感謝します★

ACアダプタ用電圧/電流計

外観

タカチのABS製ケース(SW-85B)を使用し、前面に電圧/電流計を装着、後方からDCケーブル(入出力)を出している。
DCプラグはオス/メスとも、手持ちで最も多い外径φ5.5mm/内径φ2.1mmを選択…もし他のサイズで計りたい場合はサイズ変換アダプタ(5.5mm/2.1mmから変換するアダプタは多種出ている)を使用する。

使用した電圧/電流計はDER EE/DE-2645-05RR
・動作電源電圧:DC 4.5V〜24V(被測定電源から供給可、この場合は電圧測定範囲がDC 4.5V〜24Vになる)
・電圧測定範囲:DC 0V〜100V(測定誤差:0.5%±2dgt、分解能:0.1V)
・電流測定範囲:DC 0A〜999mA(測定誤差:1%±3dgt、分解能:1mA)
・自己消費電流:約20mA

測定電流が1Aを超える場合は、同じシリーズで10Aまで測定出来るDER EE/DE-2645-02に交換する。(コネクタの差し替えだけで交換可。)
・動作電源電圧:DC 4.5V〜24V(入力電源から供給可、この場合測定範囲はDC 4.5V〜24V)
・電圧測定範囲:DC 0V〜100V(測定誤差:0.5%±2dgt、分解能:0.1V)
・電流測定範囲:DC 0A〜10A(測定誤差:1%±3dgt、分解能:0.01A)
・自己消費電流:約20mA

内部と底板

電圧/電流計にDCケーブルをコネクタ接続しているだけの単純な構造。
写真ではわかりにくいが、DCケーブルを通している穴にはグロメット(ゴムブッシュ)を嵌め込んでいる。
コネクタは大きい方(3P)がVHタイプ、小さい方(2P…片側のみ使用)がXHタイプ。
底板には滑り止めのゴム脚を装着。

底板内側

ケーブルに引っ張られて動くため、底板の内側には鉛板のウェイトを貼っている。

実測

CommRadio CR-1

規定入力電圧

規定の入力電圧は6V〜18Vとかなり広い。

使用ACアダプタ(トランス式非安定化タイプ)

元々ACアダプタは付属しておらずメーカーのオプション設定も無いため、ネット上で見つけた機器の大まかな消費電流をもとに下記のサイトで適合しそうな出力電流を調べて、該当するトランス式非安定化ACアダプタを探した。
⇒【トランス式非安定化ACアダプタの出力特性/マルツ

アイコー電子のVSM-1282、出力電圧12V/出力電流800mA。

電源OFF時

電源OFF時は電圧15.9V/電流164mAで、規定入力電圧の範囲内。
電源がOFFでも流れているのは内蔵バッテリー充電のためだろうか。
(仕様で電源がONじゃないと充電されない…と何かで見た記憶があるけれども…はて?)

電源ON時

電源ON時は電圧15.7V/電流217mAで、こちらも入力規定電圧の範囲内。
充電しながらの使用なので、ほぼ最大値に近いと思われる。

⇒【COMMRADIO CR-1 … 10年ぶりの再会

AOR LA400

規定入力電圧

規定の入力電圧は15V単一表示、増減の変動範囲は不明。

使用ACアダプタ(トランス式非安定化タイプ)

こちらは付属品。
アイコー電子のVSM-1232、出力電圧12V/出力電流300mA。

電源OFF時

電源OFF時の電圧は18.2V…規定入力電圧の約二割増し。

電源ON時

電源ON時は電圧16.0V/電流93mA、規定入力電圧との差は一割未満…許容範囲か。

⇒【受信用アンテナ新調 AOR LA400

Jim M-75(VHF/UHFプリアンプ)

規定入力電圧

規定の入力電圧は12V単一表示、増減の変動範囲は不明。

使用ACアダプタ(トランス式非安定化タイプ)

付属は無く、メーカーオプションも無いが、海外のショップで12V/300mAのACアダプタが推奨品として紹介されていたので、手持ちに有った同等出力のACアダプタを流用。
アイコー電子のVSM-1232、出力電圧12V/出力電流300mA。
但し、推奨品はスイッチング式のため、トランス式非安定化タイプでは出力電圧が大きくなりすぎるかもしれない。

電源OFF時

電源OFF時の電圧は17.6V…規定入力電圧を五割近く上回り結構大きい。

電源ON時

電源ON時は電圧16.8V/電流32mA、規定入力電圧との差は三割超…ちょっと宜しくない。
許容範囲は不明だけど、もう少し出力電流が少ないACアダプタに換えた方が良さそうだ。
とはいえ、300mA未満のトランス式非安定化ACアダプタは見聞きしたことが無いので…スイッチング式で妥協するしかないかも。

【追記 2023/1/10】低出力ACアダプタへ交換

トランス式非安定化タイプで12V/100mA出力のACアダプタが出てきたので、交換することにした。

iCOM BC-74J

アイコムのハンディトランシーバ用だろうか、型番で調べてみたところ既に廃番になっている様子。

変換コネクタ(外径φ3.5mm/内径φ1.35mm⇒外径φ5.5mm/内径φ2.1mm)

ACアダプタの出力プラグは細いタイプなので、対象機器に合わせて変換コネクタを使用する。

電源OFF時

規定入力電圧(12V)に対する増加は二割未満。

電源ON時

規定入力電圧(12V)に対して約一割増し…これくらいなら許容範囲かな。

CommRadio CR-1 … 10年ぶりの再会

【この記事の所要時間: 1048秒】

昨年末、一台の受信機を入手した。
CommRadioというアメリカのメーカーから2013年に発売されたCR-1という製品。(既に廃番)

CommRadio CR-1(後期モデル)…導音ダクト(後述)を装着している

出会いは10年前

WRTH 2014に掲載されたレビュー記事
最高評価「Excellent」
WRTH AWARDS 2014を獲得

発売された年に刊行された書籍「WRTH(WORLD RADIO TV HANDBOOK)2014」のレビュー記事で初めて目にした。
当時は何か無骨なデザインの受信機だな…と感じた程度で特に強い印象は無かったが、評価がかなり高く、WRTH AWARDS 2014に選ばれたという点にちょっと興味を覚えた記憶がある。
この書籍はBCL/SWLのバイブルともいわれ、就職後BCLを再開し熱中していた時期(2000年〜2014年)にはほぼ毎年購読していた。
(最も熱中していた頃はAR7030Plus/PERSEUSとALA-1530を使っていたが…モチベーションの低下で一気に手放した。)
唯一手元に残していた2014年版を数年前の物探し中に発掘し、この受信機の記事を再度見掛けて急に気になり始め、機会が有れば入手したい…と考えるようになった。

とはいえ、(このジャンルでは)余りメジャーでは無いメーカーの製品で、マイナーチェンジモデル(CR-1a)も含めて出荷台数は少なく、一応日本国内でも販売されていたものの販売数は少なかった模様。
※CR-1aは細部の違い(後述)が有るものの基本機能や性能の違いは全く無く、ソフトウェア(ファームウェア)も同じものを使用出来る。

出荷数の少なさに加えて発売から10年経ち、新品の入手はもはや不可、中古でさえもショップやオークション、フリーマーケットで見掛けない…極稀に見掛けても既に売却済。
eBayでは今も何台か見掛けるものの程度が悪かったり(写真でも明らかな傷や汚れが有る、付属品が全く無い、等)、高価だったり(円安のせいもあり現行時の新品価格相場を大きく上回り、日本への送料を含めるとほぼ二桁万円…無理)。
暫く前にヤフオクで出品があり、もちろん入札したものの高値更新されてやむなく見送り…。(自分の入札スタイルは出せる上限額を入れたら後はたとえ更新されようと終了まで放置。)

その翌週に別の出品が有り、今度は無事落札することが出来た。
当然中古だけど、ワンオーナー品で前所有者が新品購入した後殆ど使わず仕舞い込まれていたもの、元箱を含めて付属品が全て綺麗な状態で揃っていて、本体も新品同様の美品、後期モデルでソフトウェアも最新版、内蔵バッテリーの劣化も特に見られず満充電で数時間の使用が出来ている。
ちなみに落札価格は、先に高値更新されて見送った出品(前期モデル、本体のみ、程度やや低)よりも安く、eBay出品相場の1/3程度(しかも送料無料)だったことを申し添えておきたい(^^ゞ

外観とスペック

前面

左から、ヘッドホン端子(φ3.5mm)、マルチダイヤル、OLED(128×64ドット/38×19mm)、各種機能ボタン、チューニングダイヤル。
マルチダイヤル:
・単回転⇒音量調整
・短押し⇒電源OFF状態では電源ON/電源ON状態では機能やパラメータ設定
・長押し⇒電源OFF
チューニングダイヤル:
・単回転⇒周波数調整(既設定ステップ単位)
・短押し⇒増減対象桁選択
尚、各種機能ボタン左列二段目の【STEP】は前期モデルでは【SCAN】だったが、「機能的にスキャンじゃないよね…」ということで変更されたらしく、機能的な違いは無いとのこと。
※マイナーチェンジモデル(CR-1a)では、調達の関係でOLEDが変更になり、表示色がライムグリーンからアンバー(橙色)に変わっている。

後面

左から、DC入力(外径φ5.5mm/内径φ2.1mm センタープラス)、miniUSB端子(給電/充電、ソフトウェア更新時のPC接続)、外部スピーカー端子(φ3.5mm)、中波/短波用外部アンテナ端子①(φ3.5mm)、中波/短波用外部アンテナ端子②(BNC-J)、VHF/UHF用外部アンテナ端子(BNC-J)、外部アンテナ端子の下にアース端子(プラスネジ)。
※マイナーチェンジモデル(CR-1a)では、miniUSB端子にI/Q信号出力が追加され、中波/短波用アンテナ端子①が廃止された。
前述のOLED変更と、このI/Q信号出力の追加・中波/短波用外部アンテナ端子①(φ3.5mm)の廃止がマイナーチェンジ内容の全て。

天面

ケースは前面パネルがアルミ製・その他がスチール製で構成されていて、いずれも厚い部材なので見た目よりも重さがあり、ガッシリしている。
フットプリントはCDケースとほぼ同じ(突出部を除く)、本体のみの脚部を除いた厚さは通常のCDケース4枚分程度と、かなりコンパクトな受信機。

底面

底面の四隅には一際大きく感じられるφ30×25mmほどのゴム脚が装着されており、中央前面寄りにスピーカーが設置されている。
この本体の厚さとほぼ同じ高さのゴム脚で本体を持ち上げることにより、操作性を向上し、スピーカーからの音の出を良くしている。

受信周波数(LF:150kHz〜500kHz) ※仕様外…性能制限有り
MF/HF:500kHz〜30.000MHz
VHF:64.0MHz〜260.0MHz
UHF:437.0MHz〜512.0MHz
※放送(SWL)/アマチュア無線の各メーターバンド選択での切り替えが可能
※周波数移動ステップ設定可能
受信モードAM、CW、LSB、USB、FM
受信フィルタAM:2.6kHz、5kHz、7.5kHz、15kHz
CW:500Hz、1.0kHz、1.8kHz、2.2kHz、2.6kHz
LSB/USB:1.8kHz、2.2kHz、2.6kHz
FM:200kHz
メモリ64(8×8ページ) ※メモリスキャン可
内蔵バッテリー18650×1 ※交換可
サイズ幅143×高62×奥行155mm(突出部含む)
重量約680g
CommRadio CR−1 スペック概略

ACアダプタ

ACアダプタ(12V/800mA)

ACアダプタは元々付属していない。
DC入力の電圧範囲は6V〜18V。
マニュアル等には消費電力(負荷電流)の記載が見当たらなかったが、海外のレビュー記事で「充電しながら使用すると最大で12V/300mA程度・満充電状態では12V/100mA程度」という記載を見つけ、手持ちの12V/800mA出力でプラグサイズと極性が合致するトランス式非安定化ACアダプタを使用している。(ケーブルには手持ちのフェライトコアを装着。)

トランス式非安定化ACアダプタは負荷電流に応じて出力電圧が変動するため、無闇に出力電流が大きなACアダプタを使用すると電圧過多になる恐れがある…とTwitterで教えていただいた。
その際に紹介されたWebページ「トランス式非安定化ACアダプタの出力特性/マルツ」で確認したところ、より消費電流が少ない満充電状態の負荷(12V/100mA)に対して、12V/800mAのACアダプタを用いた場合に加わる電圧は最大で15.87V(AC100V時)/17.6V(AC110V時)ということで、ひとまず規定の入力電圧範囲に収まっている。
自宅のAC電圧は最大でも104V程度なので問題ないだろう。
(日本のAC電圧変動は101V±6Vに規定されているとのこと。)

尚、マニュアルにはDCプラグの外径がφ5mmと記載されているが、自分で探した限りではφ5mm/φ2.1mmのプラグは見当たらず、試しにφ5.5mm/φ2.1mmのプラグを装着したところピッタリだった。
誤記なのか慣習でそういう記述なのかは不明。

miniUSB端子からの給電/充電も可能で、USB-A⇔miniUSBケーブルも付属している。
他に、片端がバラ線のDCプラグケーブルも添付。

プチカスタマイズ

ネジ交換

ケース固定ネジを交換

ケースの固定ネジ(計9本…ゴム脚固定ネジを除く)はプラスのナベネジが使われていたので、単に好みということで全て六角穴のナベネジ「ボタンキャップ (ユニファイ 並目[UNC]・全ねじ)#4-40×3/16」に交換した。

導音ダクト作成

CR-1のスピーカーは底面に有り、ゴム脚でスペースを空けているとはいえ、前方への音の出方が少なくなってしまい、また、接地面の素材によっては音がやや籠もった感じになる。
この前方への音量と明瞭度を更に向上させるべく、音を前に導くダクトを装着することにした。

外側(左:ビフォー ⇒ 右:アフター)
内側(左:ビフォー ⇒ 右:アフター)

ケーブルの引込口に装着する防雨カバー(パナソニック 小形防雨入線カバー WP9171)を流用。
形状の加工はせず、メーカー名を切削して全体を艶消し黒で塗装し、CR-1に吸着する部分にゴム磁石テープを貼り付けている。
また、スピーカーからの音をより良く導けるよう、ABS板のスロープを内側に取り付けている。
ビビリ音を避けるためスローブ下の空間にコーキング材などを充填した方が良いだろうけど、そこまで音量を上げることは無いと思うので、先ずはこの状態で使ってみよう。(スローブは単に嵌め込んでいるだけなので、着脱は容易。)

サイズ感(横幅)
サイズ感(奥行き)

サイズ的には横幅/奥行きともに程良く、また厚さもゴム脚の高さ内に十分収まる。

装着した様子

使用したゴム磁石テープはネオジウム使用でかなり強力、上下逆さ(通常使用状態)にしても外れたりズレる心配は無い。

オプション品作成

直結型アンテナ分配器

外部アンテナ端子

CR-1の外部アンテナ端子は、中波/短波用とVHF/UHF用が個別に用意されている。
それぞれ専用のアンテナを用いるのが理想だけど、せっかく本体がコンパクトなので接続するケーブルはなるべく減らしたい。
また、先日入手した広帯域シールドループアンテナ AOR LA400から両方のアンテナ端子に接続したい。
できれば、CR-1に直結してLA400からのケーブルは一本にしたい。
この三つの希望を実現するべく、受信用アンテナ分配器を作成した次第。
製作記事の中に何度か登場する「思いついたこと」というのが、このCR-1への直結構造だった。
⇒【受信用アンテナ分配器作成
⇒【受信用アンテナ新調 AOR LA400

CR-1の外部アンテナ端子とアンテナ分配器の比較

CR-1の外部アンテナ端子に直結するため分配器側のコネクタにはBNC-Pを用い、間隔も正確に合わせた。
上の写真では位置関係(高さ)により間隔が異なるように見えるが、実際はピッタリ合致する。
分配器の艶消し黒色塗装がCR-1の本体と合っているのみならず、LA400のコントロール部ケースがおそらく同じタカチ TDシリーズを使っているらしく、まったくの相似形。

装着した様子(横から)
装着した様子(前から)

L型変換コネクタを介して入力部が上向きになるように装着すると、ホイップアンテナ等を直結して使用出来る。
BNCコネクタは容易に回転するため、使用コネクタが一個だけだとアンテナが横倒しになる恐れがあるが、二個のコネクタを使っているため倒れることなく安定する。(ガッチリ固定ではなく僅かに遊びがある。)
ただ、重量のあるアンテナを直結する場合は、CR-1本体への負担を抑えるためアンテナ分配器を下から支える仕組みが必要だろう。(アンテナ分配器自身の重さは146g。)

お試し風景

AOR LA400 & CommRadio CR-1
AFNは非常に良好(S9+30dB)
LA400のコントローラー部とアンテナ分配器で使っているケースは同じタカチ TDシリーズなのか、見た目がソックリ
LA400とアンテナ分配器の間はもう少し短いケーブルで繋ぐとスッキリするかな

昨日のお試し風景。(場所:自宅室内のテーブル置き、窓からの距離は最短で2mほど/時間:午前10時頃)
在京中波放送局(NHK第一/第二、AFN、TBSラジオ、文化放送、ニッポン放送)とラジオ日本、ラジオnikkei(2波)はいずれも「S9+10〜+30」の受信強度、FM放送は受信強度が表示されないが概ね良好、エアバンド(120.5MHz)も最良でS9まで上がる。
昨夜(2022年12月31日)はNHK WORLD-JAPAN(11815kHz)で紅白を聴いてみたりもした。