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ぼくとしちゃん

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December 29, 2020
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最近はPIC等の普及のおかげで周波数カウンターが安く買えるようになったし、

昔は机の1/3を占めるような大きな測定器で数万円もしたのに、時代が変わったと思う。

僕も愛天堂や秋月で買った周波数カウンターを4つ持っている。4つも。


左上は秋月の液晶表示ミニ周波数カウンターで1MHz~500MHzが図れる。
ここで大事なのは「1MHzから」と言うことである。
最初に買って使った時に、よく説明書読んでからを買うんだったと後悔した。
秋月は全然悪くない。説明を読まなかった僕が悪かった。
1Mhzからなのである。分解能は100Hz。つまり低い周波数帯例えばオーディオでは使えない。

0.0004MHzなのである。
しかも電池は006P(9V)で使いにくいし、出力がSMAコネクターなのでプローブが難。
500MHzまで使うので、簡単なワニ口的な物は使えないのは当然で仕方ないのだが、
本体よりもプローブが高いなんて変。ターゲットを間違えている?
僕はFET自作アンプを取り付ける際にオシロスコープのプローブが使えるように
BNCコネクターを取り付けた。なおFETは過大入力時に壊れないようにスイッチで切替可能。

右上は愛天堂の周波数カウンターでラジオの受信周波数表示用ICのCD3610を使っている。
値段が1000円ちょっとと安かった(現在はバージョン3で1280円と高い。)ので買った。
受信周波数表示用ICのCD3610を使っているので、AMラジオの局部発振器の調整には便利。
但しオフセットの455kHz(IF周波数)が乗るので実際の周波数は表示より455kHz高い。
つまり直読できない。


1950円と安く、水晶のチェックにも使えるのでお得だが、ものすごい欠点がある。
これも説明書を読まないで買った僕が悪いのだが、
外部入力感度が恐ろしく悪い。説明書に書いているので秋月は悪くない。
例えばよく使うAMラジオの周波数帯では2.5Vを中心にP-P電圧が2V位以上である。
局部発振部分の出力電圧は数10mVなので全く使えない。

仕方ないので僕は簡単なFETアンプを取り付けて使っている。
これはある意味成功で、
元々測定器としては被測定回路に影響を与えないのが大事なのだが、
特に周波数カウンターの場合、入力抵抗が低かったり、入力容量が大きいと困る。
特に入力容量が大きいと被測定回路の容量に加わって周波数が変わり、
何を測定しているのか分からない状態になる。
AMラジオの局部発振回路の容量なんて40~72pFなので、
安物プローブの10pFの入力容量が並列に加わると30%もぶれて下手すると発振が止まる。
なので通常は6pF位のコンデンサーを経由して測定するが、
すると今度は信号電圧が下がってしまい、測定できなくなってしまう。
なので被測定回路に影響を与えないようなアンプを前段につけるのは正解である。

で、左下の今回買った8桁周波数カウンターキットAE-FCOUNT3なんだけど、
特によく使うHF帯の入力は最初からアンプが入っている。
また、液晶表示が8桁も有るのでオーディオ周波数帯も1Hz単位で測定できる。
さらにCH1入力はプリスケーラーを追加できるので、
プリスケーラー例えば4倍を追加すると、現在の1~50MHzを200MHzまで拡張できる。
多分これは便利だと思う。
プローブ入力部分はちょっと工夫が必要(今は基板上には無い)だが、BNC等を追加できそう。
僕はとりあえずピンソケットを実装して、それ経由で小ワニ口をつないでいる。
また、VCC出力も有るので、被測定回路に電力を供給できるので実験には便利。
液晶部は切り離して任意の場所に置けるが、僕は面倒なので切り離さなかった。
見本は秋月のHPではこんな感じ。

これで3800円は安いと思う。

早速組み立ててみた。
SMD(表面実装)部品は最初から半田付けしてある。苦手な人には優しい。
10分も有れば完成する。
早速使おうと思ったが、せっかくなので被測定回路も自作してみようと欲張った。
理論的には学校で習うが実物はなかなか作らない「位相発振器」を作ってみた。
位相発振器にはLP(ローパス)型とHP(ハイパス)型があるが、HP型にした。
目標周波数は400Hz付近にしようと思ったが、手近にある部品で作るので結果まかせ。
回路はこんな感じ。


3つのコンデンサーは104(0.1X0.000001F)、3つの抵抗は4.7kΩなので、
発振周波数は339Hz位の予定。
全電流は2mA程度にバイアスを決めている。
発振部に周波数カウンターをつなぐと前述の通り周波数が乱れたり発振が止まる恐れが有るので、
後ろに簡単なエミッターフォロワーを付けて安定につながるようにした。

さぁ電源ONだ。電源をつなぐとオープニング「FCount-3」が表示される。tが変だけど仕様。


一瞬の後に消えて、モードが表示される。モードは下部のDIPスイッチで選択する。今はLF。


CH LFになっている。被測定回路をつないでいれば測定開始される。


位相発振器の電流は2.25mAでほぼ設計通り。
周波数は388hZで設計より50Hz高いが、その辺に有った部品で精度が低いのでこんなもの?
試しにオシロスコープDSO068の周波数カウンター機能で計ってみた。


0.389kHzつまり389Hzだ。
プロ用の測定機ならダメだけど低レベルアマチュアの僕等には十分な精度である。
ただ、位相発振器の電流値が0.09V下がっているのが気になるが、安定性が悪いのかな?
次に波形を見てみた。


僕等低レベルアマチュアの設計した位相発振器にしては奇麗な正弦波だと思う。
周波数はほぼ400Hzで、何よりも電圧が1目盛0.1VX5=0.5Vなので、±1V!
電源電圧3Vなので、ほぼ理想的。
上手くいったと思う。

学生時代は実験は(レポートがあるので)嫌いだったけど、
ジーサンになってからおもちゃとして遊ぶのは楽しいな。

<後日追記>
KYさんから、メーカー製のラジオをデジタル表示をしたいので、
周波数カウンターを買ったのだが、接続方法が分からないと言う質問が有ったので追記。
お持ちのラジオはSONY ICF-5800とナショナルRF-2200だそうである。
スカイセンサーとクーガーじゃん!
涙が出るほど懐かしい。
特にスカイセンサーは昔いた会社の製品を売り込みにSPC(SONYの品川パーツセンター)に
営業に行った時のことを思い出す。
開発担当者の方とお会いして、先輩がその方と技術論を戦わせているのを聞くと、
チンプンカンプンな用語のオンパレードで、
当時社会人1年生だった僕は、おれはこの世界でやって行けるのだろうか?と真剣に悩んだ。
まぁでも僕は、その会社がつぶれそうになったので逃げだして次の会社に移ったんだけど。

それはそれとして、質問の内容を見るとネット等で「局発に接続する」と言う所は調べており、
具体的にはどこかと言う部分で悩んでおられるらしい。
スカイセンサーやクーガー相手だと技術論的には可能ですが、
実際に分解して接続するのは大変です。これらの機種は芸術品ですから。
今のラジオはDSPを使った物が多く、
半田付けさえうまくいけばたいていある程度のレベルは達成できるのですが、
スカイセンサーやクーガーの頃のラジオはディスクリート(ICではなく個々の部品の組み合わせ)
なので作る事よりも調整する部分が多く、大変だと思います。
何よりも「回路図」の入手が大変です。
回路図が手に入れば、部品をたどって行けば接続箇所は分かりますが、
密集した部品をかきわけて半田付けするのはもっと大変です。
恐らくは、若干の感度低下はありますが、
値段的にも愛天堂のDSPラジオを買って組み立てた方が良いと思います。
場合によっては(条件によっては)その方が感度が良い場合もあります。

但し、スカイセンサーやクーガーをお持ちだと言う事実から考えて、
相当にこだわりをお持ちだと思うので、若干のヒント的なことを書いてみます。
まず「局発に接続する」ことは正しいです。
受信した電波をカウンターにつなぐと言うことは、
受信した信号のエネルギーを分割することにつながるので通常は無理です。
十分に増幅した信号を周波数につなぐのなら良いのですが、
受信した電波は下手に増幅すると発振するので、通常は高周波増幅は1段程度で条件を満たさず、
スカイセンサーやクーガーはスーパーヘテロダイン方式で455kHzに変換してから増幅します。
すると受信周波数がどんな周波数でも455kHzになってしまっているのでカウンターの意味なし。
そこで受信周波数に連動する(と言うかこちらが主なんですが)局部発振周波数を使います。
局部発振周波数は受信周波数よりも455kHz高い周波数で、出力電圧は自分で決められます。
なので周波数カウンターをつないでも(電圧的には)影響ないからです。
但し、同調回路に影響を与えない場所と結合コンデンサーが必要です。
スカイセンサーやクーガーの回路図が無いので、
簡単な6石スーパー(AM)ラジオの例を下の図に示します。

見づらい場合は図の上で右クリックして、「別のタブで画像を開く」を選択すると、
別タブで開きますし、拡大もできます。
見ると分かりますがVT1(第一トランジスター)のエミッターが良いと思います。
ここから 6pF程度の小さなセラミックコンデンサーを介して周波数カウンターにつなぎます。
<後日修正>
オシロスコープを接続するイメージで6pF程度の小さなセラミックコンデンサーを介して接続
と書いてしまいましたが、
例えば秋月のカウンター等はある程度大きな入力が無いと動作しないので、
恐らく小さなコンデンサーではダメだと思います。すみません。
愛天堂のK-3610ならば、この接続用のコンデンサーを内蔵しているので直接接続して大丈夫です。
後日修正終わり。

ただ、「局発」なので受信周波数よりも455kHz高い周波数です。
なので455kHzのオフセットが必要です。
秋月のAE-FCOUNT3の場合、取扱説明書を見ますと、CH2がオフセットの設定が可能です。
オフセットを設定すると自動的に -455KHzしてくれますので、受信周波数を直読できます。
ただ僕はこの目的だけならば、愛天堂のK-3610をお勧めします。
これは元々、中華のラジオのデジタル表示用ICを横流しして売っているものなので、
最初から -455KHzや -10.7MHzするような仕様になっており、使い易いです。

ただ上にも書きましたが、本当は愛天堂のDSPラジオをお勧めします。
スカイセンサーは5バンド有りますから、
上の6石スーパーでは1つしかない局発用コイルは5個有ると思うので探すのは相当に大変ですし、
そこから半田付けして周波数カウンターをつなぐのはもっと大変ですし、
何よりも周波数カウンターが局部発振回路に並列につながる(6PFにより影響は減りますが)ので、
回路定数が変わり、トラッキングがずれて感度が落ちるような気がします。

こんな感じかなぁ。





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最終更新日  August 11, 2023 07:57:26 PM
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