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ぼくとしちゃん
日本で行った事の無い県はないぞ！住んだ事の無い地方は四国と近畿と中国と沖縄だけだぞ！あと少しで日本征服だ！でも、ブログの内容は映画・ゲームなんだよね。
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March 16, 2026
カテゴリ： カテゴリ未分類
愛天堂の水晶発振子周波数測定キットK-XTAL628B及びCを使って、
AM用ラジオ調整用のSGもどきをいくつか作ってきたが、
どうしても周波数の高い方や低い方で発振が止まる現象が発生して、
いまいち満足がいかないけれども、
コイルを取り換える方法や、コンデンサーを並列に接続して切り替える方法で、
なんとか使えるようにしてきた。
でも実は色々とやっても周波数が4MHzくらいまでなら何とかなるけれども、
それ以上になるとコイルを変えたりコンデンサーを変えても限界があるみたい。
ただカウンターが50MHzまで使えるので、
実は愛天堂で売っているトランシーバー（愛天堂はインターホンと言っている）が、
超再生検波方式で40MHz付近の周波数を使っているのである。
これの調整に使いたい。
このキットは元々が水晶発振子を発振する回路を内蔵しており、
その水晶発振子をコイルに置き換え、
並列につながるコンデンサーをバリコンに置き換えて、
任意の周波数の信号を発振し、それにメロディＩＣや無安定バイブレーターによる変調を加え、
それを電波として飛ばして、
ＡＭラジオに与える信号にしようとしたのである。
コルピッツ発振回路による、コイル交換型ＳＧもどき。
愛天堂の水晶発振子周波数測定キットK-XTAL628BでSGもどきを作りました。
ハートレー回路による、並列コンデンサーの切替型ＳＧもどき。
愛天堂の愛天堂の水晶発振子周波数測定キット[K-XTAL628B]を改装してＳＧもどきを作りました。
でも何となく発振が止まる原因はこうじゃないかなと思う理屈は分るのだが、
なんとか実験的に解明してみたいものである。
コンデンサーやコイルの周波数変化によるリアクタンスの変化により、
トランジスターのベース電位が下がり、
エミッターの電位との必要な差の約0.6Ｖを保てなくなるのが原因だと思う。
愛天堂の水晶発振子周波数測定キットK-XTAL628Bの発振回路は、
上の回路図のようになっている。コレクター接地型コルピッツは死因回路である。
発振回路には他にエミッター接地型やベース接地型の発振回路があるのだが、
水晶発振子は非常にインピーダンスが高いので、
水晶発振子による発振回路はたいていこの回路である。
この回路図を見ると、トランジスターのベースとエミッター間にＣのコンデンサーが有る。
コンデンサーは高い周波数ではリアクタンスが非常に小さくなる。
つまりこの回路では高い周波数ではベースとエミッター間に必要な約0.6Ｖを保てなくなる。
なので高い周波数では発振が止まるのである。
それを防ぐにはどうすれば良いか？
Ｃの値を小さくすると、周波数が高くなっても比較的リアクタンスは下がらない。
グラフにするとこんな具合。
グラフを見ると周波数が高くなるほどリアクタンスは小さくなるのだが、
コンデンサーの値が小さいほどましである。
ちなみに2SC1815等シリコントランジスターのベース-エミッター間電圧特性のグラフはこれ。
動作するのはゲルマニウムトランジスターでは0.2～0.4Vと低いが、
シリコントランジスターでは概ね0.6Ｖ以上。
（逆に言えば動作している＝ＩＢ（ベース電流）が流れている＝場合のトランジスターのＶＢＥは
0.6Ｖくらいになると言える。）
同様に上の回路図ではＬは周波数が低いほどリアクタンスが小さくなるので、
トランジスターのベースの電位が下がり、アースとの間の電圧が低くなり、
エミッター電圧との必要な差、約0.6Ｖを保てなくなる。
コンデンサーとは逆にコイルは低い周波数ほどリアクタンスが低くなるのである。
グラフにするとこんな感じ。
すみません。グラフと表の中のµFはµHの印刷ミスです。
このように使おうとしている発振回路は、
周波数が高い方はコンデンサーが悪影響を及ぼして発振が停止して、
周波数が低い方はコイルが悪影響を及ぼして発振が停止するのである。
なのでまぁ理屈は分るのだが、実験して確かめた。
まずはコレクター接地型よりもエミッター接地型の方がゲインが大きいはずなので、
発振に必要なゲインを確保する為にエミッター接地型コルピッツ発振回路でやってみた。
この回路でも、コンデンサーがベースとアース間に入るので、
周波数が高くなるとベース電位が下がって行き、
エミッター電位＋約0.6V以下になると発振は止まってしまう。
なので、Ｃの方は変えずにＬを変えて40MHzをクリアーできないだろうか？
実験してみた。Cは220pFである。
うーん、C=220pFでは2.5MHzまでしか発振しない。
なお、写真上から2段目左の中の「なんとなくC=200～300µFに発振出力のピークがある」と
書いているのはL=200～300µHの印刷ミスです。ごめんなさい。
印刷ミスではあるけれども、書いてある内容は大事で、
どうもＣだけあるいはＬだけ変化させるのではなく、
ＣとＬの組み合わせが大事であり、最適な組み合わせの時に出力は最大になるみたいである。
2.5MHzでは話にならないので、Cの方も限界まで小さくして見た。
Lを10µHまで落とした際にCは5pFまでが限界だった。
うーん、12MHzか。
あと少しなんだけれども。
じゃぁエミッター抵抗を1kΩから390Ωに減らしてみるか。
すると何とか発振した。
ついでにコレクター接地型にも挑戦してみた。
上の写真のL=10µHは1µHの印刷ミスかもしれません。ごめんなさい。
エミッター抵抗を小さくすると発振しやすくなるのは、
ベース電位がコンデンサーのリアクタンスが下がってもエミッター電位が低くなっているから、
必要なベースエミッター間の約0.6Vが稼げるからだと思うのだけれど、
コレクター接地の方がエミッター接地型よりも発振しやすい理由が良く分からない。
まぁでもコレクター接地型の方が、
コンデンサーやコイルの値が小さくても発振しやすいのが分かったので、
コレクター接地型にして、L=1µH、C=1pFでやってみたら、
出力は１／１０程度しか出ていないけれども、なんとか37MHzで発振した。
(初心者の方はL=1µH、C=1pFだと計算上40MHzにはならないと思われるかもしれないけれども、
基板や配線の容量とトランジスターの入力容量等の静電容量が通常10～20pF程度あり、
仮にその中央値の15pFとすると1pF2個直列のコンデンサーを加えて総容量は15.5pFになり、
L=1µHとC=15.5pFから共振周波数＝40.4MHzになるので参考に)
でも波形を見ると、少し上下のピーク値が変動している。
なんらかの別の周波数が含まれているような気がしたので、
時間軸を変えてみると、
なんと１／４の周波数が発生しており、それがピーク値を揺らしていた。
うーん、ちょっと満足とは言えないけれど、約37MHzが発振できたならOKかもしれない。
後は今の１µHはµインダクターなので、
これを手巻きのコイルにして0.8µHくらいにすれば40MHzオーバーを達成できるかな？
実験中の様子はこんな感じ。
愛天堂の激安ブレッドボードを使っています。
AM用ラジオ調整用のSGもどきをいくつか作ってきたが、
どうしても周波数の高い方や低い方で発振が止まる現象が発生して、
いまいち満足がいかないけれども、
コイルを取り換える方法や、コンデンサーを並列に接続して切り替える方法で、
なんとか使えるようにしてきた。
でも実は色々とやっても周波数が4MHzくらいまでなら何とかなるけれども、
それ以上になるとコイルを変えたりコンデンサーを変えても限界があるみたい。
ただカウンターが50MHzまで使えるので、
実は愛天堂で売っているトランシーバー（愛天堂はインターホンと言っている）が、
超再生検波方式で40MHz付近の周波数を使っているのである。
これの調整に使いたい。
このキットは元々が水晶発振子を発振する回路を内蔵しており、
その水晶発振子をコイルに置き換え、
並列につながるコンデンサーをバリコンに置き換えて、
任意の周波数の信号を発振し、それにメロディＩＣや無安定バイブレーターによる変調を加え、
それを電波として飛ばして、
ＡＭラジオに与える信号にしようとしたのである。
コルピッツ発振回路による、コイル交換型ＳＧもどき。
愛天堂の水晶発振子周波数測定キットK-XTAL628BでSGもどきを作りました。
ハートレー回路による、並列コンデンサーの切替型ＳＧもどき。
愛天堂の愛天堂の水晶発振子周波数測定キット[K-XTAL628B]を改装してＳＧもどきを作りました。
でも何となく発振が止まる原因はこうじゃないかなと思う理屈は分るのだが、
なんとか実験的に解明してみたいものである。
コンデンサーやコイルの周波数変化によるリアクタンスの変化により、
トランジスターのベース電位が下がり、
エミッターの電位との必要な差の約0.6Ｖを保てなくなるのが原因だと思う。
愛天堂の水晶発振子周波数測定キットK-XTAL628Bの発振回路は、
上の回路図のようになっている。コレクター接地型コルピッツは死因回路である。
発振回路には他にエミッター接地型やベース接地型の発振回路があるのだが、
水晶発振子は非常にインピーダンスが高いので、
水晶発振子による発振回路はたいていこの回路である。
この回路図を見ると、トランジスターのベースとエミッター間にＣのコンデンサーが有る。
コンデンサーは高い周波数ではリアクタンスが非常に小さくなる。
つまりこの回路では高い周波数ではベースとエミッター間に必要な約0.6Ｖを保てなくなる。
なので高い周波数では発振が止まるのである。
それを防ぐにはどうすれば良いか？
Ｃの値を小さくすると、周波数が高くなっても比較的リアクタンスは下がらない。
グラフにするとこんな具合。
グラフを見ると周波数が高くなるほどリアクタンスは小さくなるのだが、
コンデンサーの値が小さいほどましである。
ちなみに2SC1815等シリコントランジスターのベース-エミッター間電圧特性のグラフはこれ。
動作するのはゲルマニウムトランジスターでは0.2～0.4Vと低いが、
シリコントランジスターでは概ね0.6Ｖ以上。
（逆に言えば動作している＝ＩＢ（ベース電流）が流れている＝場合のトランジスターのＶＢＥは
0.6Ｖくらいになると言える。）
同様に上の回路図ではＬは周波数が低いほどリアクタンスが小さくなるので、
トランジスターのベースの電位が下がり、アースとの間の電圧が低くなり、
エミッター電圧との必要な差、約0.6Ｖを保てなくなる。
コンデンサーとは逆にコイルは低い周波数ほどリアクタンスが低くなるのである。
グラフにするとこんな感じ。
すみません。グラフと表の中のµFはµHの印刷ミスです。
このように使おうとしている発振回路は、
周波数が高い方はコンデンサーが悪影響を及ぼして発振が停止して、
周波数が低い方はコイルが悪影響を及ぼして発振が停止するのである。
なのでまぁ理屈は分るのだが、実験して確かめた。
まずはコレクター接地型よりもエミッター接地型の方がゲインが大きいはずなので、
発振に必要なゲインを確保する為にエミッター接地型コルピッツ発振回路でやってみた。
この回路でも、コンデンサーがベースとアース間に入るので、
周波数が高くなるとベース電位が下がって行き、
エミッター電位＋約0.6V以下になると発振は止まってしまう。
なので、Ｃの方は変えずにＬを変えて40MHzをクリアーできないだろうか？
実験してみた。Cは220pFである。
うーん、C=220pFでは2.5MHzまでしか発振しない。
なお、写真上から2段目左の中の「なんとなくC=200～300µFに発振出力のピークがある」と
書いているのはL=200～300µHの印刷ミスです。ごめんなさい。
印刷ミスではあるけれども、書いてある内容は大事で、
どうもＣだけあるいはＬだけ変化させるのではなく、
ＣとＬの組み合わせが大事であり、最適な組み合わせの時に出力は最大になるみたいである。
2.5MHzでは話にならないので、Cの方も限界まで小さくして見た。
Lを10µHまで落とした際にCは5pFまでが限界だった。
うーん、12MHzか。
あと少しなんだけれども。
じゃぁエミッター抵抗を1kΩから390Ωに減らしてみるか。
すると何とか発振した。
ついでにコレクター接地型にも挑戦してみた。
上の写真のL=10µHは1µHの印刷ミスかもしれません。ごめんなさい。
エミッター抵抗を小さくすると発振しやすくなるのは、
ベース電位がコンデンサーのリアクタンスが下がってもエミッター電位が低くなっているから、
必要なベースエミッター間の約0.6Vが稼げるからだと思うのだけれど、
コレクター接地の方がエミッター接地型よりも発振しやすい理由が良く分からない。
まぁでもコレクター接地型の方が、
コンデンサーやコイルの値が小さくても発振しやすいのが分かったので、
コレクター接地型にして、L=1µH、C=1pFでやってみたら、
出力は１／１０程度しか出ていないけれども、なんとか37MHzで発振した。
(初心者の方はL=1µH、C=1pFだと計算上40MHzにはならないと思われるかもしれないけれども、
基板や配線の容量とトランジスターの入力容量等の静電容量が通常10～20pF程度あり、
仮にその中央値の15pFとすると1pF2個直列のコンデンサーを加えて総容量は15.5pFになり、
L=1µHとC=15.5pFから共振周波数＝40.4MHzになるので参考に)
でも波形を見ると、少し上下のピーク値が変動している。
なんらかの別の周波数が含まれているような気がしたので、
時間軸を変えてみると、
なんと１／４の周波数が発生しており、それがピーク値を揺らしていた。
うーん、ちょっと満足とは言えないけれど、約37MHzが発振できたならOKかもしれない。
後は今の１µHはµインダクターなので、
これを手巻きのコイルにして0.8µHくらいにすれば40MHzオーバーを達成できるかな？
実験中の様子はこんな感じ。
愛天堂の激安ブレッドボードを使っています。
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