FTDX10が来ました（その6）

IC-71世代の無線機でレポートをもらったら、変調時にS1つくらい下がるとのことでした。相手にはS6で届く関係で、距離は5-60km離れているところ。
10km先のOMの FTDX101MPで貰うレポートとは違いますね。無線機の世代によるSメータの振らせ方に違いがあるのか、あるいはただの「マイナス変調」なのか。

でも、IC-71で聴いて「マイナス変調」なら「マイナス変調」なんだろうなあ。最新の無線機で聴いたら「プラス変調」って言ってもね。
キャリアレベルを下げて好転するのか、でもパワーを多少下げても、変調時に消費電力が下がるのは同じなんだよね。

※隣のTS-590無印でモニタしてみると、5Wまで落とすと送信時にSが余計に振るようになります。でも、ID（ドレイン電流）や安定化電源の電流が下がるのは同じ。

 

なんてことをXでつらつら言っていたら、

にゃん氏が 

Sメーター信号をIF AGCから取ってるのかAFから取ってるのかで変わる？とか

という鋭い指摘です。さすが技術系OM。

 

そこでGeminiに質問してみました。 

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ご友人からの指摘、まさにアナログからデジタル（SDR）への受信機設計の進化の歴史を突く、非常に鋭い視点ですね！

この「IF AGCから取るか、AF（検波後）から取るか」というアプローチの違いが、なぜSメーターの挙動や見え方に決定的な差を生むのか。回路の動作原理を踏まえて、より深く掘り下げてみましょう。

1. 昭和のアナログ機：なぜ「IF AGC」連動だと下に落ちるのか？

多くのアナログレシーバーや往年の名機（RJX-601やIC-71など）では、Sメーターは「IF（中間周波数）ステージのAGC（自動利得制御）電圧」を利用して針を振らせています。
 

動作の仕組み

強い電波が入ると、受信機は音が歪まないようにIFアンプの増幅率（ゲイン）を自動で下げます。この「ゲインをどれだけ下げたか（抑圧したか）」の直流制御電圧を逆読みして針を振らせるのが、伝統的なSメーターの仕組みです。
 

時定数（レスポンス）の壁

AGC回路には、音声のパタパタした変化にいちいち同調してゲインが暴れないよう、コンデンサと抵抗による平滑回路（タイム・コンスタント）が入っています。つまり、音声変調のような高速な動きは完全に均され、「電波全体の平均エネルギー（キャリア＋側帯波の総面積）」しか見ていません。
 

【ヤエスの数値演算型AM（AMC等）受信時の挙動】

変調がかかった瞬間に全体の平均電力がグッと引き下げられるため、平滑化されたAGC電圧は「電波が弱くなった」と判断します。その結果、メーターの針は**音に合わせて下に落ちる（マイナス変調のような挙動）**ことになります。

 

変調時に全体の平均電力がグッと引き下げられる点について、さらに聞きました。 

ヤエスの数値演算型AM（AMC：オートマチック・モジュレーション・コントロール等）において、「変調がかかると平均電力が下がる」という部分は、アナログの伝統的なAMを知っているほど「えっ、変調を深くかけたらパワーは増えるはずでは？」と脳内がバグるポイントですよね。ここには、デジタル処理だからこそできる「キャリア（搬送波）の動的コントロール」という高度な仕掛けがあります。仕組みを分かりやすく紐解いてみましょう。

 

1. 伝統的なAMと「無駄なエネルギー」

まず基本として、昔ながらのアナログAM（100%変調時）の電力配分をおさらいします。

全電力 = キャリア成分（66.7%） + 側帯波成分（33.3%）

無変調時と変調時の比較をしてみると、

無変調時（無音）： キャリアだけが100%の力で出ています。

変調時（大声）： キャリアの周りに「側帯波（音声成分）」が上乗せされ、全体の総電力は無変調時の1.5倍に膨れ上がります。

ここで重要なのは、「情報を運んでいるのは側帯波だけで、キャリア（搬送波）はただの目印」という点です。つまり、大声を出している時も、静かにしている時も、常に巨大なキャリアを全力で出し続ける伝統的なAMは、非常にエネルギー効率が悪い（エコではない）通信方式なのです。

 

2. 数値演算型AMがやっていること

現代のデジタル処理（DSP）を搭載した送信機は、変調がかかった瞬間に「音声の大きさに合わせて、キャリアの強さをリアルタイムに細かく絞る」という計算を瞬時に行っています。具体的には以下のような動きをしています。

音が小さい（または無音）ときスケール感（目印）を保つために、キャリアを規定のパワー（例：100W機なら25W）でカチッと安定して出します。大きな音が入力されたとき音声成分（側帯波）がドカンと増えるので、そのまま側帯波を増やすと全体のパワーが過大になって送信機が歪んでしまいます。（ファイナルの容量不足、電源容量不足）

そこでDSPは、「音声が増えた分だけ、ベースにあるキャリアの出力をグッと引き下げる（間引く）」という演算を行います。要するに、「側帯波が増えるなら、その分キャリアの椅子を譲るわ」というコントロールをミリ秒単位で行っているのです。

 

全電力 = キャリア成分（66.7%→変調に応じて側帯波成分が増えたら減らす） + 側帯波成分（33.3%→変調に応じて増やす） 

※上にも同じような話が書いてあり、また、別の機会にGeminiに同じような質問をしましたが、変調がかかった際に増える側帯波成分の電力以上に、キャリア分の電力を減らす制御を行っているとのことで、変調をかけるとIDや安定化電源の電流が減るのは、無変調時に比べて変調時のほうが消費電力が減るから、という理屈だそうです。無変調を出すための25Wの出力のための電力を消費しているときが一番効率が悪く、変調をかけると効率がよくなるそうな。

それについては、以下に続きがあります。 

3. なぜ「平均電力」が引き下げられるのか？

ここが一番のド核心です。キャリアを減らして側帯波を増やした結果、電波の「波形のてっぺん（ピーク電力：PEP）」は、歪まない限界ギリギリの高さ（アナログAMの限界値と同じ高さ）まで綺麗に使い切ります。

しかし、波形全体の「面積（平均電力）」で比較すると話が変わります。

アナログAM： 常に重いキャリアがベースにあるため、変調時は全体の面積（平均電力）が1.5倍に増える。

数値演算AM： ピークの高さは同じですが、ベースにあるキャリアをグッと削って音声成分に入れ替えているため、波形の「谷」の部分が深く削り取られます。結果として、全体の面積を合計すると、無変調時よりも平均電力が小さくなる（引き下げられる）のです。

視覚的なイメージ電波の波形を「山」に例えると、次のような違いになります。

アナログAMの変調： 元々ある高い地面（キャリア）の上に、音声の山が乗る。全体の体積（平均電力）はドカンと増える。

数値演算AMの変調： 地面（キャリア）を低く掘り下げて、その分尖った鋭い山（音声ピーク）をそびえ立たせる。山の頂上（ピーク）は高いけれど、地面を削った分、全体の土の量（平均電力）はスカスカに減っている。

この「スカスカに減った土の総量」を正直に真面目に測ってしまうのが、タイム・コンスタント（平滑回路）の入った昭和のアナログ機のIF AGC型Sメーターです。

だからこそ、音が乗った瞬間に「あ、土の総量が減った（電波が弱くなった）」と勘違いして、針が下に落ちてしまうわけです。送信側のエコなデジタル技術と、受信側のアナログ回路の特性が組み合わさることで起きる、非常に面白い現象ですね。

 

2. AF（検波後）やDSP処理：なぜ「上」に跳ねるのか？

一方で、ご友人が指摘された「AF（検波後）」から信号を取るアプローチや、現代の「DSPによる数値演算」では、アプローチが根本から異なります。
アナログ回路で「検波後（AF）」から取る場合

もしAGCの効いたIFではなく、検波した後の音声信号（AF）の成分を整流してSメーター（または変調メーター）に加算・連動させる設計の場合、話は変わります。
検波後の信号には、音声の「波形の振幅」そのものが残っています。時定数を極めて短く（チャージを速く）設定すれば、無変調時（キャリアのみ）の電圧に対して、変調によって広がった「側帯波のピークエネルギー」を上乗せして検知できるようになります。そのため、変調に合わせてメーターが上にポンポンと跳ねる動きを作ることが可能です。
 

現代のSDR機（FTDX101など）のDSP演算

現代のSDRリグは、この「検波後処理」の究極系です。IFステージの段階でAD変換され、すべては「デジタル数値」として処理されます。

超高速サンプリング

もはや時定数による「均し（平滑化）」に縛られる必要がありません。ミリ秒単位、あるいはそれ以上の超高速でエンベロープ（電波の包絡線）の「瞬間のてっぺん（ピーク電力：PEP）」を正確に計算できます。
 

【ヤエスの数値演算型AM（AMC等）受信時の挙動】

平均電力は下がっていても、変調時の「山の頂点」自体は無変調キャリアの2倍（電圧比）へと突き抜けています。DSPはこれを一瞬も見逃さずにサンプリングするため、液晶のバーグラフやメーターは**上にツンツンと小気味よく跳ね上がる（プラス変調の挙動）**わけです。

まとめ：メーターが見ている「景色」の違い

ご友人の指摘通り、メーターの信号源と処理回路が違うだけで、見ている景色はこれだけ変わります。

    IF AGC（アナログ平滑） ＝ 電波全体の「平均体積」を見ている

    AF（検波後短時定数）/ DSP peak ＝ 電波の「瞬間の背丈」を見ている

同じ電波を受信していながら、リグの回路構成（ド核心）によってメーターが真逆のダンスを踊る——。この仕組みの違いを理解して受信機と対峙すると、リグの個性が透けて見えて、アマチュア無線的な面白さがさらに倍増しますね！

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思い出してみると、 FTDX101MPのAM信号をRJX-601やTR-9300で聴いたときはマイナスな信号でした。先日から八重洲の新しい機種同士でやってるとそんなことは無かったので、この違いはSメータの計測ポイントの違いとすると腑に落ちます。
ほんとはIFのAGCが効いてないポイントが良さそうな気がします。

Sメータを振らせる出力をIFから取るかAFから取るかで、八重洲流の数値演算型低電力変調が「マイナス」になるのか「プラス」になるのかが変わる説をとるとします。
⚪︎旧来の無線機ではIFから取っているので、私の信号は「マイナス変調」
⚪︎八重洲の近年の無線機ではAFから取って「プラス変調」

あとは、私の信号の実際の質がどうなってるのかです。
⚪︎相手局の環境はノイズがS5振れている、旧来のIFから取るSメータ
⚪︎私の信号はS6で到達
⚪︎変調をかけるとS6からS5に落ちる
その場合、私の変調はノイズに勝って相手に了解してもらえるのか、というところ。

相手のSメータが、IFから取っても、AFから取っても、Sの振れには関係なく、私の信号の尖塔値がノイズの尖塔値より実際には越えていれば、この八重洲流の数値演算型低電力変調の了解度がノイズにより下がらないならしめたものです。

IF AGCでSを計っている無線機で「マイナス変調」に見えるなら、FTDX10の八重洲流の数値演算型低電力変調は「マイナス変調」で間違いないです。それはもう仕方ないので、 そんな八重洲流数値演算型マイナス変調（江戸文字で書きたいところですが）は、「マイナス変調」であっても、音がつぶれずに、ノイズの中でもちゃんと聴こえてくる変調なのかどうかってところが焦点でしょうね。

ダメってことになると590無印の一軍復帰かなあ。でも受信は FTDX10のほうがぜんぜん良いんだよなあ。