left_row4 = []
## A plain push button widget to open RS-HFIQ control panel.
b = QuiskPushbutton(frame, self.OnBtnRSHFIQ, text='RSHFIQ')
left_row4.append(b)
A log file that is automatically displayed when an error occurs.
デバックが完了すれば、Quiskのボタンパネルの左下に「RSHFIQ」ボタンが表示されます。
RS-HFIQ built-in test panel activation button shown.
RS-HFIQ内蔵テスト制御パネルの実装
QuiskのGUIは前述の通りwxPythonをToolkitとして実装されていますが、RS-HFIQ内蔵テスト制御パネルはTKinterをToolkitとして実装しました。単なる慣れの問題で他意はありません。なお、オリジナルのHobbyPCB社提供の「RS-HFIQ Control Panel」はVisualBasicで実装されており、Windows専用になっています。
Interface commands for VFO control with RS-HFIQ originally supported in hardware_usbserial.py.
RS-HFIQ内蔵テストに係わる以下のインターフェースコマンドを追加実装しました。
Added interface commands for RS-HFIQ built-in testing.
迷ったのはPLLシンセサイザ（SI5351A）の出力電流レベルです。2 mA、4 mA、6 mA、8 mAから選択するのですが、RS-HFIQのInterface Commandsマニュアルには「Generally a 4 ma drive seems like it works OK.」と記載されており、通常は4 mAで良いとされているようです。駆動先回路の容量に依存していると思うのですが、RS-HFIQでもQSD回路（74AC74、2並列）を駆動するVFO用途では4 mAが設定されています。内臓テスト用途ではLNA前段のBPFに入力する受信信号レベルとするために小さい方が妥当と考え、最小の2 mAとしました。GUIで切り換えられるようにすると良かったかもしれません。
付録に追加したコードを掲載します。
Quisk上でのRS-HFIQ内蔵テストの試行
試行結果
実装したRS-HFIQ内蔵テスト機能を40mバンドで評価しました。
Evaluation results of the implemented RS-HFIQ built-in test function on the 40m band.
import tkinter as tk
classcontrol_panel():
## Constructordef__init__(self, Hardware):
self.Hardware = Hardware ## USB serial to RS-HFIQ
self.DEBUG = 0
TEST = 0if TEST:
self.set_BIT_to_LO_1kHz_up()
self.set_BIT_on()
self.open_panel() ## GUI and event loop until closing## Methods to control the RS-HFIQ built-in test hardware.#defset_BIT_to_LO(self):
"""set BIT to LO freq"""
_, vfo_string = self.Hardware.ReturnFrequency()
frequency = int(vfo_string)
if frequency > 1024000and frequency < 55000000:
if self.DEBUG:
print('set_BIT_to_LO()>', vfo_string, '->', frequency)
self.insert_entry(frequency)
else:
print("BIT frequency out of range.")
defset_BIT_to_LO_1kHz_down(self):
"""set BIT to LO freq -1 kHz"""
_, vfo_string = self.Hardware.ReturnFrequency()
frequency = int(vfo_string) - 1000if frequency > 1024000and frequency < 55000000:
if self.DEBUG:
print('set_BIT_to_LO_1kHz_down()>', vfo_string, ' ->', frequency)
self.insert_entry(frequency)
else:
print("BIT frequency out of range.")
defset_BIT_to_LO_1kHz_up(self):
"""set BIT to LO freq +1 kHz"""
_, vfo_string = self.Hardware.ReturnFrequency()
frequency = int(vfo_string) + 1000if frequency > 1024000and frequency < 55000000:
if self.DEBUG:
print('set_BIT_to_LO_1kHz_up()>', vfo_string, ' ->', frequency)
self.insert_entry(frequency)
else:
print("BIT frequency out of range.")
defset_BIT_on(self):
f_string = self.etyFrequency.get()
frequency = int(f_string.replace(',',''))
if frequency > 1024000and frequency < 55000000:
if self.DEBUG:
print('set_BIT_to_LO_1kHz_up()>', f_string, ' ->', frequency)
self.frequency = frequency
self.Hardware.set_BIT_frequency(frequency)
self.Hardware.set_BIT_on()
defset_BIT_off(self):
self.Hardware.set_BIT_off()
## RS-HFIQ control panel # using tkinter: the standard Python interface to the Tcl/Tk GUI toolkit.#defopen_panel(self):
self.panel = tk.Tk()
self.panel.title("RS-HFIQ control panel")
frmTop = tk.Frame(self.panel, bd=1) ## [Top]=[Left][Center][Right]
tk.Label(frmTop, text="BIT Oscillator Control").pack(side=tk.TOP, padx=1, pady=1, anchor=tk.NW)
## Buttons to set BIT frequency
frmLeft = tk.Frame(frmTop, bd=4)
tk.Button(frmLeft, text="Set BIT to LO Freq +1 kHz", command=self.set_BIT_to_LO_1kHz_up ).pack(side=tk.TOP, padx=1, pady=1, fill=tk.BOTH)
tk.Button(frmLeft, text="Set BIT to LO", command=self.set_BIT_to_LO ).pack(side=tk.TOP, padx=1, pady=1, fill=tk.BOTH)
tk.Button(frmLeft, text="Set BIT to LO Freq -1 kHz", command=self.set_BIT_to_LO_1kHz_down).pack(side=tk.TOP, padx=1, pady=1, fill=tk.BOTH)
frmLeft.pack(side=tk.LEFT, expand=True, fill=tk.BOTH)
## Entry of BIT frequency
frmCenter = tk.Frame(frmTop, bd=4)
tk.Label(frmCenter, text="BIT Frequency (Hz)").pack(side=tk.TOP, padx=1, pady=1, anchor=tk.NW)
self.etyFrequency = tk.Entry(frmCenter, bg='yellow', font=("MSゴシック", "12", "bold"))
self.etyFrequency.pack(side=tk.TOP, padx=1, pady=1)
frmCenter.pack(side=tk.LEFT, expand=True, fill=tk.BOTH)
## Buttons to activate BIT
frmRight = tk.Frame(frmTop, bd=4)
tk.Button(frmRight, text="BIT ON", command=self.set_BIT_on ).pack(side=tk.TOP, padx=1, pady=1, expand=True, fill=tk.BOTH)
tk.Button(frmRight, text="BIT OFF", command=self.set_BIT_off ).pack(side=tk.TOP, padx=1, pady=1, expand=True, fill=tk.BOTH)
frmRight.pack(side=tk.LEFT, expand=True, fill=tk.BOTH)
frmTop.pack(side=tk.TOP, expand=True, fill=tk.BOTH)
## Button to quit
frmBottom = tk.Frame(self.panel, bd=1)
tk.Button(frmBottom, text="Quit", command=self.close_panel).pack(side=tk.TOP, padx=1, pady=1, expand=True, fill=tk.BOTH)
frmBottom.pack(side=tk.BOTTOM, expand=True, fill=tk.BOTH)
self.set_BIT_to_LO() ## set LO as an initial value.
self.panel.mainloop() ## wait a button event.definsert_entry(self, frequency):
f_string = format( frequency, '08,')
if self.DEBUG:
print('insert_entry()> f_string =', f_string)
self.etyFrequency.delete(0,tk.END)
self.etyFrequency.insert(0, f_string)
defclose_panel(self):
self.panel.destroy()
## End of class control_panel():
付録 RS-HFIQ内蔵テストに係わるHardwareクラス追加部分の実装例
classHardware(BaseHardware):
## （既存コード省略） #=========================================================================# [Additional supported interface commands]# '*Bf\r' : Sets the Built-in test (BIT) Generator to frequency f Hz. # '*OB1\r' : Sets the output level, 1 (2 mA drive), for the BIT frequency# '*OB0\r' : Sets the output level, 0 (off), for the BIT frequency #=========================================================================defset_BIT_frequency( self, frequency ):
"""set Built-in Test frequency to RS-HFIQ [arg] frequency : integer 8-digit target frequency """
rtn_flag = 0if serialport.isOpen():
f_string = format( frequency, '08')
command = "*B" + f_string + '\r'print("Set BFO to: ", f_string)
serialport.write(command.encode())
rtn_flag = 1else:
print("Failed to set BFO of RS-HFIQ as serialport not open.")
return rtn_flag
defset_BIT_on(self):
"""BIT ON"""
rtn_flag = 0if serialport.isOpen():
#self.set_BIT_freq( self.bfo )
command = '*OB1\r'
serialport.write(command.encode())
time.sleep(.25)
serialport.flush()
rtn_flag = 1else:
print("Failed to turn on the BIT of RS-HFIQ as serialport not open.")
return rtn_flag
defset_BIT_off(self):
"""BIT OFF"""
rtn_flag = 0if serialport.isOpen():
command = '*OB0\r'
serialport.write(command.encode())
time.sleep(.25)
serialport.flush()
rtn_flag = 1else:
print("Failed to turn off the BIT of RS-HFIQ as serialport not open.")
return rtn_flag
## End of class Hardware(BaseHardware):
右端のズームスライダで周波数軸を拡大できます。拡大すると、キャリア漏れがツインピークになっていることが分かりました。これはHDSDRと同じ結果で矛盾はありません。RBW（Resolution Band Width）を可変できるHDSDRよりも、Quiskの表示周波数分解能は粗いようです。RBWを変更できるかどうかは不明です。この辺が低遅延のQuiskの軽快さを確保するためにバランスを取っている所かもしれません。
Zoom magnification of the frequency axis of the spectrum.
Quiskの「Test 1」ボタンでAFトーン信号を発生できますが、Quiskの中で発生させ表示させているだけで、RS-HFIQのテストはできません。RS-HFIQ内蔵のテスト機能を使用してRFトーン信号を発生させるためには、HobbyPCB社提供の「RS-HFIQ Control Panel」を利用する必要があります。
しかし、Quiskが立ち上がっていると「RS-HFIQ Control Panel」は立ち上がりません。逆もまたしかりです。QuiskはOmni-Rigを利用せずにシリアル通信ポートを排他独占するため、当然の結果です。ここにきてOmni-Rigの便利さに気付いた次第です。「RS-HFIQ Control Panel」のテスト機能をQuiskに組み込むことが、もう一つの改造課題になりました。
内臓テスト用CK2（RF_BIT）はBPFの入力に接続されています。SI5351Aの発振波形は矩形波ですが、選択されたバンドのBPFによって正弦波に近似されます。LNAを経由してQSDでRFサンプリングされ、Op-Ampのアンチエイリアスフィルタを経て、 IQ OUTアナログ信号としてRS-HFIQから出力されます。以後、サウンドカードによってAFサンプリングされ、PCのHDSDRソフトウェアによって信号処理されます。すなわち、RS-HFIQは任意の周波数で模擬受信信号を発生させる内臓テスト機能を備えていることになります。
RS-HFIQのテストに使用したSDRソフトウェアは、HobbyPCB社のサポートホームページで提供されているディフォルトのHDSDR（High Definition Software Defined Radio）v2.7です。Windows PC上のHDSDRは、Omni-Rigを通信ポートとしてRS-HFIQのArduino NanoとCAT通信を行い、バンド設定やチューニングを行います。
HobbyPCB社からは、HDSDRとは別に「RS-HFIQ Control Panel」という名称のソフトウェアが提供されています。「RS-HFIQ Control Panel」もOmni-Rigを介してRS-HFIQのArduino Nanoと通信し、HDSDRからはアクセスできない内臓テスト機能を制御します。
まず、「RS-HFIQ Control Panel」の「Set BIT to LO Freq」ボタンをクリックして、HDSDRによって設定されたLO周波数（下図7,020kHz）をRS-HFIQに問い合わせ、取得したLO周波数をBIT周波数として設定します。
Reading the current LO frequency of the RS-HFIQ to the BIT frequency of the "RS-HFIQ Control Panel" software.
ここで、HDSDRのLO周波数を動かすチューニング動作を1回は行わないと、「RS-HFIQ Control Panel」にLOの値を読み込めない不具合がありました。LOチューニングのイベントが必要なようです。チューニング動作を行わないと、CAT通信のLO問い合わせに返答する変数にLOの値が入らないイメージです。
次に、「Set BIT to LO Freq +1 kHz」ボタン、あるいは「Set BIT to LO Freq -1 kHz」ボタンをクリックして、LO ±1 kHz のBIT周波数を設定します。続いて「BIT ON」ボタンをクリックしてBIT信号をRS-HFIQの受信部に入力し、イメージを評価します。HDSDRにはIQバランス調整機能があるため、Options → Input Channel Calibration RX から下図の Channel Adjustment Panel (RX) を開き、IQ信号の振幅と位相差の微調整を行います。
Channel Adjustment Panel (RX) on the HDSDR.
IQバランス調整
IQバランス調整前
LO +1 kHz（7,021kHz）のBIT信号を入力し、LSBのイメージを評価しました。無調整の状態でイメージ抑圧は43dBでした。
LSB image evaluation result with LO +1 kHz BIT signal input.
LO -1 kHz（7,019kHz）のBIT信号を入力し、USBのイメージを評価しました。無調整の状態でイメージ抑圧は39dBでした。
USB image evaluation result with LO -1 kHz BIT signal input.
