直読型周波数カウンタ の プリント基板 届く

件の周波数カウンタである
自分用にDRAKE R-4AとFT-101EでのQRV用に作成したのであったが、仲間にこの製作の話をすると ’じゃあ一枚作ってよ’ と製作を依頼されることがある

とりあえずユニバーサル基板に手配線で作成して、でっち上げたモノなので、すこぶる生産性が悪いのであった
1号機を作っているときは、気合が入っていて半日位はあっという間に過ぎるのであるが、同じモノを作れと言われると気持ちが萎えてしまうのは、私が根性なしだからであろう

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<記念すべき1号機の基板である>

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<基板の裏面は手配線での実装である>

結局、ブリント基板を作ろうかと言うことになったのである ここら辺の判断は’良い加減’である
72mm×42mmのユニバーサル基板と同じサイズで、この回路の実装は簡単だろうと思っていたのである
片面基板でアートワーク屋(パターンの設計者)さんと話したら、これは両面でお願いしますと言われてしまった
更に、リード部品で考えていたのであるが、この基板サイズならチップ部品でお願いしますとのこと
今回CRは1608サイズのチップ部品である

出来る限り基板面積を小さくしたかったのでチップ部品でのレイアウト設計を基板屋さんに発注したのである
とりあえず、1シート15枚

回路図をアートワーク屋さんに出図するときと、出来上がったプリント基板の確認がとても緊張する時である

基板が出来た後に回路図の間違いやコネクタ接続の間違いが見つかると、最悪やり直しであり、基板は単なるゴミになりかねないのである 趣味とは言え、ここはとても真剣である

そして本日、生基板が到着したのであった

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<直読型周波数カウンタ基板の表面>

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<直読型周波数カウンタ基板の裏面>

この後は実装して基板の動作確認である
今週はルーペとピンセットでチップ部品の実装にチャレンジである

基板よ一発で動いてくれ!! 

いや手直し出来る範囲で良いので動いて下さい m(_ _)m

 

 

 

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<チップ部品実装の必需品 ルーペとピンセットである>

今回の基板作成についても、大先輩の矢花氏に大変お世話になったのである

いつも本当にありがとうございます

Collins 75S3Bで直読型周波数カウンタを試してみる

以前KWM-2にて直読型周波数カウンタををテストして受信については問題無かったので、今回は75S3Bで試してみた

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<Collins 75S3B ロックグラスを片手に白熱灯の下で聴いていたい機械である>

75S3Bは受信機であるが、KWM-2とPTO(VFO)は同じである
従って、周波数カウンタにセットするオフセット周波数もKWM-2と同じである

接続は上面カバーを開けて、シャシに付いているVFO OUTPUT端子に接続する

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<Collins 75S3BのVFO出力に接続するだけてある>

実際に使ってみると、KWM-2と同様に違和感は無い
強いて言うと、重厚なCollinsだと直読型周波数カウンタの外装に拘りたいのである

直読型周波数カウンタの話はさておき
これも全く個人の主観である

CollinsのKWM-2もそうであるが、75S3Bも受信していて非常に心地よい音である
最近の無線機の受信音と異なり、BGMの替わりに聴いていても疲れないのである
DRAKEのR-4Aよりカッチリとした音質であるが、さりとてS/Nはとても良い
この辺りの音造りもさすがと思ってしまう

実際に手元に置いて置きたい、良い機械である
いつかはコリンズ様を手に入れたいと思わせる魔力が潜んでいる

 

Collins KWM-2 で直読型周波数カウンタを試してみる

件の直読型周波数カウンタCollins KWM-2で試してみたのである

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< Collins KWM-2に接続した 直読型周波数カウンタ>

KWM-2 のリアバネルのExternal VFO端子に内蔵VFOの発振出力が出力されているので、外部VFO端子からVFOの出力を取ってみたのである

今回の試験に辺り、KWM-2のVFOで新たに一つ学習することが出来た
KWM-2のLSB-USBのモード切替を行った場合、音声帯域分のオフセット分VFOの周波数が変化するのである
通常だとLSB・USBそれぞれのキャリア周波数毎に水晶発振子でSSB信号を生成する、その場合はLSB・USBのモードを切替えをと、直読ダイアルの位置が1.5KHz程左右にずれる
従ってKWM-2の場合はモードを切替えてもダイアルスケールは変わらない

但し直読表示の周波数カウンタの場合をKWM-2で使うためには、変調モードでの周波数オフセットの計算も必要となる

KWM-2のVFOの発振周波数は 約2.7MHz~2.5MHzでありVFO発振周波数が2.7MHzの時がダイアル上では一番低いダイアル位置となる

例えば、7.195MHzを送受信する場合は、VFO発振周波数は2.505MHzである
上の式から、 9.7MHz – 2.505MHz = 7.195MHz  となる
周波数カウンタで7MHzの受信周波数を直読する場合は、オフセット周波数の9.7MHzから測定周波数を減算する事で直読が出来る

KWM-2 でのオフセット周波数の関係式は代表的な周波数帯を表すと以下の通りである

•80m( 3.4MHz~ 3.6MHz)      6.1MHz – VFO発振周波数
•40m ( 7.0MHz~ 7.2MHz)     9.7MHz – VFO発振周波数
•20m (14.0MHz~14.2MHz ) 16.7MHz – VFO発振周波数
•15m (21.0MHz~21.2MHz)  23.6MHz – VFO発振周波数
•10m (28.4MHz~28.6MHz) 31.1MHz – VFO発振周波数

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<実際に受信周波数を表示してみた>

この例では以下通りとなる

・送受信周波数 3.556MHz

・VFO発振周波数 2.54356MHz

・周波数カウンタのオフセット周波数 6.09956MHz (LSB-MODE)

KWM-2の場合も 他の機種と同様SSBを受信してゼロイン後に表示周波数が受信周波数と同じになる様にカウンタ側でオフセット調整を行う
当然3.5MHz,7MHz,14MHz,21MHz,28MHzなどをバンドメモリにそれぞれオフセット周波数を登録し、バンド毎にカウンタのメモリの切替で送受信周波数の直読が可能となる

ビンテージマシンは周波数直読が便利ではあるが、流石にCollins辺りの機械となると外装もそれなりでないと釣り合わない様な気がするのは気のせいだろう
いつかは手に入れたいCollins のS-lineである

TRIO TS-520X で周波数カウンタを使ってみる

件の直読型周波数カウンタをTRIO TS-520X で使ってみたのである

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<TS-520X に接続した 直読型周波数カウンタ>
TS-520X のリアバネルの外部VFO端子 (MTジャック)に、内蔵VFOの発振出力が出力されている (MTジャックの1pinと2pin)

TS-520SとTS-520VはリアパネルにRCAピンジャックでDG-5用にVFO出力が有る
ちなみにTS-520DとTS-520XはDG-5を接続するときにはDK-520と言うインタフェイスユニットが必要である

今回はTS-520Xへの接続なので、外部VFO端子からVFOの出力を取ってみることにした
とりあえず、付属のMT9PINプラグにVFO出力端子を付けてみた

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<付属のMT9PINプラグの1,2PINにPIN JACKを付けてみる>

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<この様に取り付けると違和感は無い このジャックがVFO出力となる>

TS-520 の送受信周波数計算はざっくり各バンド毎に表すと以下の通りである
•160m 7.3MHz – VFO発振周波数 (1.8MHz-2.4MHz)
(TS-520X,TS-520Dは無し)
•80m 9.0MHz – VFO発振周波数 (3.5MHz-4.1MHz)
•40m 12.5MHz – VFO発振周波数 (7MHz-7.6MHz)
•20m 19.5MHz – VFO発振周波数 (14MHz-14.6MHz)
•15m 26.5MHz – VFO発振周波数 (21MHz-21.6MHz)
•10m 33.5MHz – VFO発振周波数 (28MHz-28.6MHz)

ちなみに、VFOの発振周波数は 5.5MHz~4.9MHzであり、VFO発振周波数が5.5MHzの時がダイアル上では一番低いダイアル位置となる
例えば、7.195MHzを送受信する場合は、VFO発振周波数は5.305MHzである
上の表から、 12.5MHz – 5.305MHz = 7.195MHz  となる
周波数カウンタで7MHzの受信周波数を直読する場合は、オフセット周波数の12.5MHzから測定周波数を減算する事で直読が出来る

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<実際に受信周波数を表示してみた>

TS-520の場合も 他の機種と同様SSBを受信してゼロイン後に表示周波数が受信周波数と同じになる様にオフセット調整を行う
TS-520 の場合も、3.5MHz,7MHz,14MHz,21MHz,28MHzなどをバンドメモリにそれぞれオフセット周波数を登録し、バンド毎にメモリの切替が必要になり、モード毎のオフセットが気になる場合はモード(USB,LSB,CW)の切替も必要となる

純正品のDG-5ではバンド設定は無線機内部の局発信号とキャリア周波数を演算しているので、無線機本体のUSB,LSBのモードとバンド切替は周波数カウンタの表示に反映されるのである (当時としては素晴らしい機能である)

しかし、これでもバンド切替をマニュアルで操作すれば、ほぼDG-5の代わりに使えるのである
やっぱりビンテージマシンは周波数直読が便利ではある

盗聴発見器 と 周波数カウンタ の安直な実験

安直なのである
周波数カウンタにロッドアンテナが付いた、盗聴器発見器というモノがネットで販売されている
測定周波数は50MHz~2.4GHzまでと記載されている 分解能も100Hz単位である
うーむ 素晴らしい商品ではないか

であれば、件の周波数カウンタにロッドアンテナを付けて測ってみたら、どんな振る舞いをするかを実験してみたのである

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<写真は件の周波数カウンタにロッドアンテナを取り付けたモノである>

先日も書いたように、周波数の計測は信号源から出力されている周波数を正確に測るのがポイントである
しかし、綺麗な正弦波以外の信号は、様々に周波数成分を含んでいるのである
この辺りは、機会があれば別途書きたいのである
なので、周波数カウンタと信号源を繋ぐ減衰器などは周波数特性がフラットである必要があるのである

さて、今回は固い話を抜きにして、件の周波数カウンタで遊んでみたのである

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<FT-101Eで7.020MHz SWを送信してみた所>

とりあえずFT-101Eで7.020MHz-CWを出してみる
ダミーロードだと、当然の事ながら周波数カウンタは反応しない

アンテナに切替え、混信妨害の確認後に試験電波を出してみる
おぉ、周波数が測定出来ているのである
同調回路も何も無い、インピーダンスの整合だって不明なのであるが、近距離なら図れるものである
自分でもビックリである

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<送信周波数の7.020MHzが表示されている>

ちなみに3.5MHz,7MHz,14MHz,21MHz,28MHzまで試してみたが、21MHz以上の測定が出来なかった
アンテナとカウンタのマッチングが取れていないのであろうか
実験としては面白かった

2000円ちょいで、売っている盗聴発見器は試してみたいものである
部材しても非常に興味がある、個人で自作したらとても部品代が2000円で収まる事はないであろう
大量生産のなせる技である

送信周波数を実際に測ってみる <送信出力と測定器は直接接続厳禁>

実際に送信する周波数について測ってみるのである
以前にCMカップラの紹介をしたのであるが、実際に送信している周波数を測定してみる
送信周波数の測定にはCWを用いる (FMの場合は無変調で行う)
SSBやAMでの測定はまた別の機会とするのである

送信機の出力端子にCMカップラの入力端子を接続し、CMカップラの出力端子にダミーロードを接続する
CMカップラのカップリング端子に、更にアッテネータを接続する

接続後に送信機の送信モードと出力を設定する

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<実際に繋いでみた写真>
この構成で、CMカップラのカップリングが-20dBなので、送信出力の1/100となる
更に-20dBのアッテネータを接続しているので、合計-40dBであり送信出力の1/10000となり
今回はFT-817の出力を0.5Wに設定してあるので、周波数カウンタへの電力は0.05mWとなる

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<FT-817で送信した所>
送信した信号を件の周波数カウンタで測定してみる
この周波数カウンタのゲートタイムは0.1設定としてあるので、10Hz単位での測定である
送信機の表示と周波数カウンタの値は同じである

PIC 16F88の自作周波数カウンタ恐るべし…である

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<実際に測定してみた所>

偶には自分の送信周波数を確認してみるのも良いかもしれない

但し、送信出力と測定器は直接接続厳禁である

 

FT-101 の周波数構成について

FT-101 は取扱説明書に、動作原理の詳細が記載されている
当時は、趣味と言えども無線機の購入者を技術者として考えていたのかも知れないのである
この取扱説明書の動作説明について、受信系統の勝手な補足をしたいのである

取敢えず、FT-101の受信ブロック図を作成してみたのである
(もし間違い等があればご連絡下さい)

FT-101_recv_blck

<図をクリックすると拡大>

 

受信信号は高周波増幅を行った後に、第一局部発振の信号と混合される
例えば 7.100MHzを受信する場合は以下の通りとなる

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第1局部発振周波数=13.020MHz 受信信号は7.100MHz
混合後の第1中間周波数 = 13.020MHz – 7.100MHz  =  5.920MHz

注意すべきはFT-101の初段中間周波数は6.020MHz~5.520MHzへ500KHzの帯域全体が変換される事である
すなわち7MHz帯を受信している場合は、7.000MHz~7.500MHzまでの帯域全体が6.020MHz~5.520MHzに変換される
変換後の周波数は局部発振周波数と受信周波数の差分であるため、受信周波数が7.000MHzの場合6.020MHzとなり、7.500MHzの場合5.520MHzとなり、帯域のスペクラムは反転する

局部発振の周波数は、バンド切替えによって水晶発振子が切り替わるのである
(発振周波数は図を参照)

VFOの発振周波数は9.200MHzから8.700MHzである
初段中間周波数の帯域スペクラムが反転しているので、VFOの周波数も9.200MHzが最小値0KHz(500KHz)であり、8.700MHzが最大値500KHz(1000KHz)となる

FT-101の場合3.180MHzが第2中間周波数として設定されている
従って、第2混合回路で、初段中間周波数6.020MHz~5.520MHz (500KHzの帯域)からVFOの発振周波数の差分が3.180MHzとなる周波数で同調される
受信周波数が7.100MHzの場合、5.920MHzに変換されているのでVFOの発振周波数は9.100MHzで同調する
混合後の第2中間周波数 = 9.100MHz  –  5.920MHz  =  3.120MHz

VFOの発振周波数は最小点から100KHzのポイントになり、最小点9.200MHzから0.1MHzを引いて9.1000MHzとなる
FT-101の選局は、第2局部発振のVFO発振周波数の変化で行っているのである

第2中間周波数3.120MHzに変換された信号は、中間波増幅を経て水晶フィルタで帯域幅を2.4KHzとする
フィルタの帯域はモードによって選択される
更に、中間波増幅を経て検波する

FT-101のSSBの検波は、リング検波器を使ったプロダクト検波である
キャリア信号の3.815KHz又は3.785KHzと第2中間周波数の周波数差分が音声として復調される

以上が、ざっくりとしたFT-101の受信信号の流れである

件の周波数カウンタでの、デジタル直読を行うためのオフセット周波数の根拠は上記の内容から求められるるのである
7MHz帯のオフセット設定周波数は局部発振周波数と第2中間周波数(第2混合で選局を行うため)の和となり
周波数表示値は以下の式である

オフセット周波数(13.020MHz+3.180MHz)-VFO発振周波数(例は9.100MHz) = 7.100MHz

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ちょっとした頭の体操ではある

グリッドディップメータ DELICA HAMBAND DIP METER と 周波数カウンタ

グリッドディップメータの発振周波数を件の周波数カウンタで測ってみた

グリットデッブメータ(GDM)現在は殆ど製造はしていないのであろう
市販されていた頃、周波数カウンタ付きが発売されたときは素晴らしいと思ったのである
発振周波数は、使用しているコイルでスケーリングされているダイアルの目盛をを読むのであるが、ざっくりした周波数しか読み取れない
周波数カウンタ付きであれば、そのままカウンタ値を読むだけなので楽である
その頃は、指を咥えて欲しいと思っていたのであった

 

で、私が現役で使っている、HAM BAND GRID DIP METERを件の周波数カウンタで読めないかと、チャレンジしてみたのである

件の周波数カウンタは高周波数アンプに2SK241と2SC1815を使用しているが、50MHzを超えると感度低下は避けられない
そこで、RF-AMPにICのフラットアンプを使用したスペシャルバージョンを大先輩の矢花氏が作成してくれたのである

そのスペシャルバージョンで、グリットディップメータの発振周波数を測ってみたのである

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測定信号の結合は、グリッドディップメータの発振コイルに数ターンのリード線を絡めるだけである
件の周波数カウンタは内部プリスケーラを1/8,ゲートイタムを0.1Sに設定する

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<ダイアルスケールは約52MHzとなっている (Bバンド)>

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<測定周波数は約51MHz>

*2桁目の小文字の’p’は内蔵プリスケーラを使用していることを表示

 

非常に便利である50MHz帯に使うなら十分に使える
ちなみに、120MHz付近までは計測が出来ているのである
(周波数カウンタのファームウェアで100MHz以上は100MHz単位の表示は出来ないが)
恐るべし、16F88のフリーランカウンタなのである

 

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<ダイアルスケールは約100MHzとなっている (Aバンド 外周部)>

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<測定周波数は約100MHz>

最大測定周波数に挑戦

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<ダイアルスケールは約120MHzとなっている >

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<測定周波数は約118MHz、現在のファームウェアでは100MHzを超えるる周波数の場合は100MHzの桁は表示していない>

 

YAESU FT-101E で周波数カウンタを使ってみる (送信編)

ケースに入れた、直読型周波数カウンタをYAESU FT-101E で送信してみたのである

当然の事ながら、送信前のセレモニーでひと通りのファイナル調整を行う

送信してみると、ある程度の出力で表示周波数が変化してしまうのである

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<7.195MHzで送受信>

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<送信すると7.638MHzと表示される>

この周波数カウンタには、HOLDモードがあるので送信時に、HOLD端子をグランドレベルに落とす事で回避はされるのである

そうは言っても気になるのである

 

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<受信時の FT-101E のVFO出力のスペクトラム 入力は-30dBの外部アッテネショーンしてある>

9.005MHzのVFO周波数と約-40dBで内部IF周波数が乗っている

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<送信時の FT-101E のVFO出力のスペクトラム>

9.005MHzのVFO周波数と、-15dB位で7.195MHzの送信キャリアが乗っている

 

送信時については、周囲の配線の状況で、測定すべき周波数以外の信号がノイズとして乗って来るのであった

本来の解決方法としてはバンドパスフィルターを挿入するのが正攻法であるが、FT-101 の専用機となってしまうので、悩ましい所ではある

送信時にカウンターをHOLDモードにして、表示を固定してする事で、使ってみたいと思っている

(送信時のQRHはモニター出来なくなるが…)

 

 

 

 

YAESU FT-101E で周波数カウンタを使ってみる (受信編)

ケースに入れた、直読型周波数カウンタをYAESU FT-101E で使ってみたのである
FT-101E のリアバネルのVFO 出力端子に、VFOの発振出力が出力されている

FT-101 の送受信周波数計算は少し面倒ではある

ざっくり各バンド毎に表すと以下の通りである

  • 160m   10.7MHz  –  VFO発振周波数  (1.5MHz-2MHz)
  • 80m     12.7MHz  –  VFO発振周波数  (3.5MHz-4MHz)
  • 40m     16.2MHz  –  VFO発振周波数  (7MHz-7.5MHz)
  • 20m     23.2MHz  –  VFO発振周波数  (14MHz-14.5MHz)
  • 15m     30.2MHz  –  VFO発振周波数  (21MHz-21.5MHz)
  • 10m     37.2MHz  –  VFO発振周波数  (28MHz-28.5MHz)

 

ちなみに、VFOの発振周波数は 9.2MHz~8.7MHzであり、VFO発振周波数が9.2MHzの時がダイアル上では一番低いダイアル位置となる

例えば、7.195MHzを送受信する場合は、VFO発振周波数は9.005MHzである

上の表にから、 16.2MHz –  9.005MHz =  7.195MHz  となる

周波数カウンタで7MHzの受信周波数を直読する場合は、オフセット周波数の16.2MHzから測定周波数を減算する事で直読が出来る

この辺りのFT-101の仕組みは別の機会に書きたいと思っているのである

実際に使って見た写真である

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FT-101Eの場合もR-4Aと同様SSBを受信してゼロイン後に

表示周波数が受信周波数と同じになる様にオフセット調整を行う

FT-101E の場合、3.5MHz,7MHz,14MHz,21MHz,28MHzなどをバンドメモリにそれぞれオフセット周波数を登録し、バンド毎にメモリの切替が必要になる

純正品のYC-601でもこの仕様は変わらないのである、従ってYC-601の代わりに使う事は可能ではないかと思うのである

送信については別の問題が有るので次回に..