回路構成（ブロック設計）スペアナの設計にあたり、基本的な回路ブロックから連載して、ご紹介いたします。図１にブロック構成図を書きましたので見てください。
ＳＰＥＣＴＲＵＭ スペアナ Ｖｅｒ．２．０紹介
狭帯域版スペアナ・バージョン
ＳＰＥＣＴＲＵＭのスペアナ Ｖｅｒ．２．０では、高分解能・狭帯域のスペアナバージョンです。ＧｉｇａＳｔスペアナのオプションとして開発してきました。ソフト面はまだ未開発ではありますが、ハード面の構成が概ね整ってきましたので、この場でご紹介いたします。回路構成はＧｉｇａＳｔスペアナと異なりますが、データの取り込み方法などはＧｉｇａＳｔ準拠なので、ソフトの得意な読者からすると完成時期は早いと思います。当スペアナの特長は以下のようになっています。
回路構成（ブロック設計）
スペアナの設計にあたり、基本的な回路ブロックから連載して、ご紹介いたします。図１にブロック構成図を書きましたので見てください。
主なブロック構成
（１）ＵＰコンバーター
ミキサー（部品名：TUF-2）と、局部周波数を６００ＭＨｚ（もしくは３００ＭＨｚ）に固定したVCO（部品名：ＰＯＳ５３５）の部品により構成されるＵＰコンバーターは、０〜５００ＭＨｚ（もしくは３００〜８００ＭＨｚ）の入力信号を、ＩＦ信号として６００ＭＨｚ〜１１００ＭＨｚへ周波数を変換します。
（２）DOＷＮコンバーター
ミキサー（部品名：TUF-2）と、局部周波数可変のＶＣＯ（部品名：ＰＯＳ１０２５）の部品により構成されるＤＯＷＮコンバーターは、ＩＦ信号の６００ＭＨｚ〜１１００ＭＨｚを、搭載されたフィルタの通過帯域周波数の領域まで周波数を変換します。
（３）反転レベルシフト制御ブロック
ＰＬＬ周波数の安定性を向上させるため、ループフィルタに「ゲタ」を履かせたＳＰＥＣＴＲＵＭオリジナルの反転レベルシフト回路です。Ｄ／Ａコンバータ回路（ＣＸＡ１３１５）で構成されています。
（４）フィルタ回路ブロック
フィルタは、アマチュア無線のＣＷナローフィルタ（帯域周波数２５０Ｈｚ）に通すことで、数１００Ｈｚの最高の分解能を得ることができます。またＳＳＢ、ＡＭ、ＦＭ用のフィルタなど、様々な帯域周波数のフィルタを搭載し、それぞれ切り替えられる構成にすればお好みの分解能を選択できます。
（５）検波回路ブロック
検波回路は、ログアンプＡＤ８３０７を搭載。理想ダイオードによる検波器（リニア表示）と比べて部品点数が少なく、しかも対数表示が可能。
（６）マイコン制御部
マイコン制御による周波数の設定データを、順次ＤＯＷＮコンバータ部のＰＬＬ＋ＤＤＳ回路、反転レベルシフト制御ブロックに送り、周波数を掃引します。
（７）パソコン
マイコンとの通信、各種設定、スペクトラム特性の表示
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| 図１． ＳＰＥＣＴＲＵＭ Ｖｅｒ．２．０のブロック図 |
回路図を各ブロック単位に分けて解説していきます。
ＵＰコンバータ回路部
図２にＵＰコンバータ回路部を示します。ミキサー（部品名：TUF-2）と、局部周波数を６００ＭＨｚ（もしくは３００ＭＨｚ）に固定したVCO（部品名：ＰＯＳ−５３５）の部品により構成されるＵＰコンバーターは、０〜５００ＭＨｚ（もしくは３００〜８００ＭＨｚ）の入力信号を、ＩＦ信号として６００ＭＨｚ〜１１００ＭＨｚへ周波数を変換します。ＶＣＯの周波数は、ＭＢ１５０１のＰＬＬ回路によって安定化されています。
ミキサ部（ＤＢＭ）の原理上、−20ｄＢｍ以上の信号では、直接ＲＦ−ＩＮに接続するとスプリアスが増加しますので、ＲＦ−ＩＮに１０ｄＢ、２０ｄＢあるいは３０ｄＢといったアッテネータ（５０Ω系）を介して信号を減衰させてから入力してください。
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| 図２． ＵＰコンバータ回路部 |
ＤＯＷＮコンバータ回路部
図３にＤＯＷＮコンバータ回路部を示します。ミキサー（部品名：TUF-2）と、発振周波数可変のVCO（部品名：ＰＯＳ−１０２５）の部品により構成されるＤＯＷＮコンバーターは、ＵＰコンバータのＩＦ信号（６００ＭＨｚ〜１１００ＭＨｚ）をフィルタ回路の帯域周波数に変換します。ＶＣＯの周波数は、ＭＢ１５０１のＰＬＬ回路によって安定化されています。また、ＰＬＬ回路の基準周波数は秋月ＤＤＳキットにより、高分解能なステップで掃引されます。
ＵＰコンバータからの信号はハイパスフィルタＰＨＰ５００（５００ＭＨｚハイパスフィルタ）に入力し、ミキサ部に６００ＭＨｚ〜約１．１ＧＨｚまでの信号を通します。一方、ＵＰコンバータを通さずにスペアナの入力信号を直接接続することで、６００ＭＨｚ〜約１．１ＧＨｚのスペクトラムが観測できます。ただし、ＵＰコンバータからの信号と切り替えるスイッチを付けるか、外部コネクタで差し替える必要があります。ミキサ部（ＤＢＭ）の原理上、−20ｄＢｍ以上の６００ＭＨｚ〜約１．１ＧＨｚのスペクトラムを観測するときは、アッテネータ（５０Ω系）を介して信号を減衰させてから入力してください。
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| 図３． ＤＯＷＮコンバータ回路部 |
反転レベルシフト回路部
図４に反転レベルシフト回路部を示します。８ｂｉｔ Ｄ／Ａコンバータの２つの出力は、それぞれUPコンバータ、ＤＯＷＮコンバータ回路の「ゲタ電圧」を供給します。
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| 図４． 反転レベルシフト回路部 |
フィルタ回路部
図５にフィルタ回路部を示します。２ＳＫ１２５により信号を増幅します。ＦＣＺコイルは、狭帯域クリスタルフィルタの副共振の影響を削減します。共振回路はフィルタの周波数に合わせて調整します。微小な信号を扱う回路ですので、＋５Ｖ電源は、なるべくディジタル電源（ＰＬＬ回路の＋５Ｖなど）とは別電源にしてください。
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| 図５． フィルタ回路部 |
検波回路部
図６に検波回路部を示します。ログアンプＩＣのＡＤ８３０７の出力は、バッファアンプOP7を介してマイコン制御部のＡ／Ｄ変換端子に接続されます。
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| 図６． 検波回路部 |
マイコン制御部
図７にマイコン制御部を示します。マイコンはＰＩＣ１６Ｆ８７７を使用しました。マイコンとパソコンとのインターフェースは、プリンターポートに接続するＧｉｇａＳｔ準拠になっています。ただし、将来的にはシリアル通信で制御することも考え、ＭＡＸ２３２を介してＲＳ２３２Ｃポートへ接続しています。
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| 図７． マイコン制御部 |
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