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

ユニバーサルカウンタ TR5823

私が普段使用している、周波数カウンタはアドバンテストのTR5823である

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<ADVANTEST TR5823>

この周波数カウンタは、シリーズとしてTR5821,TR5822,TR5823の3機種ある
TR5821とTR5822の違いは本体にGPIB等の外部I/Fの内蔵可否である(5821は内蔵不可)
この2機種は入力端子が2系統あり、INPUT Aでは直接計数方式で10Hz~120MHzまで測定が出来る
INPUT Bではレシプロカル方式で、0.001Hz~50MHzが測定出来る

ちなみに直接計数方式とは、一定時間中(ゲートタイムと呼ばれる)のパルス数をカウントするので、周波数が低くなると測定桁数が少なくなる
レシプロカル方式は、パルス間隔を測定してその逆数を計算して周波数として表示する、但しパルス間隔の測定には限界あるので高い周波数の計測には用いられない

TR5823は入力系統が1系統増えてINPUT Cが加わり100MHz~1.3GMHzまで測定が可能となる
後、稀ではあるがタイムベースにOCXOを内蔵したTR5823Hも流通していた

いずれにせよ古い機械である、これらの機械を使って測定する場合は較正が問題となる
TR5323H以外のタイムベースは10MHzのTCXOを使用しており、その周波数較正は裏面から調整が可能である
(このトリマ調整もかなりシビアなので正確な基準が無い場合は触らないほうがよい)
確実なのは、GPSによる10MHzの周波数基準器の信号を測定することである

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<TR5823の後部パネル面 電源ケーブルの近くの穴がタイムベースのTC>

これらの機種は直接計数方式で測定した場合、ゲートタイム10秒時に8桁の精度で測定が出来る
これは10MHz測定時に0.1Hz単位での表示となり、測定精度を仮に0.1Hz単位まで求める場合は、タイムベースの較正は0.05Hzまで追い込む必要がある
10MHzでの0.05Hzは5×0.001PPMとなり、この精度での基準信号を出力出来るのは我々が入手出来る範囲ではルビジューム発振器かGPS周波数基準器位である

時計の精度に変換すると、ざっくりと年差0.1秒以下となる

何を測定するかは利用者に異なると思うが、例えば1.2GHz帯SSBの周波数誤差を120Hz以下にしたい場合は、0.01PPM単位での測定が必要になり、タイムベースは上記の例の通り5×0.001PPM以下に較正が必要となる

当然のことながら、各機種とも内蔵されているTCXOのタイムベースではそこまでの精度は厳しい
外部から基準信号が入力出来その周波数が10MHzであれば、GPSなどの基準信号を簡単に利用出来る
しかし0.5PPM程度まであれば内部タイムベースでも、較正用に周波数基準信号さえ用意出来れば十分に使える精度の確保は可能と思う

これらの機種は、電源コンセントに通電しておけば、本体の電源を切ってあってもタイムベースには通電されているため、ウォーミングアップ不要となる

程度の良い中古があればお勧めである、もしユニバーサルカウンタ(周波数カウンタ)の購入を考える場合は外部の基準信号の入力可否とその基準周波数は必ず確認すべきである
10MHzの基準信号を入力出来れば、基準信号の精度を高めることによりカウンタの精度確保が出来るからである

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<較正されたOCXOが、タイムベースとして便利>

TS-700GⅡ に 周期数カウンタ を接続してみる

TS-700に件の周波数カウンタを使ってみる

ふっとした思い付きで、件の周波数カウンタをTS-700GⅡで試してみたのである
件の周波数カウンタは、HF帯用で設計したため、表示周波数の最大値が99.999999MHzである
では、と言うことで表示を1MHz表示として実験してみた 早い話が14X.nnn,nnnMHzのnnn.nnnKHzを表示するカウンタと言う事である
TS-700のVFOは8.2MHzから9.2MHzの周波数であり、VFOの発振周波数の増分方向と送受信周波数が一致している
オフセット周波数は単純に – 8.2MHz と設定すれば、KHz帯の周波数を表示するカウンタとなるのである

TS-700はVFO出力が外にに出ていないので、実験用に分岐コネクタをでっち上げて、周波数カウンタと接続する
但し、結線はなるべく短くする必要がある

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<テスト用の分岐コネクタ>

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<分岐コネクタをTS-700GⅡに取り付けた 古い機械はスペースが有って遊ぶには最適である>

実際に使ってみると、便利である
何故なら、製造後40近く経っている機械であり、VFOの下端と上端の周波数は合わせ込んでいるが、中間値では±3KHz程度のダイアル表示との差がある
VFOのダイアル上の表示差を気にしないで、デジタル表示で正確な送受信周波数を確認出来るのは便利である

純正でデジタル直読が可能なTS-700Sとの差は、145MHz/144MHzのバンド切替えとモード切替えが、自動で周波数表示に反映され、MHz表示が3桁フルに表示されることである

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<144.64MHzを受信している所 これは便利である>
ちょっとしたイタズラと実験であるが、それなりには使えそうではある
TS-700GⅡは100KHzのマーカが付いているので、比較的VFOの校正も楽であるが、TS-700無印の場合は1MHz単位のマーカである
TS-700無印機の方が、件の周波数カウンタの利用価値は高いかも知れない

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<この周波数カウンタは測定周波数をオフセット周波数として簡単に登録出来る>

この周波数カウンタは測定周波数を、オフセット周波数として、オフセットメモリに簡単に登録出来るのである

今回はオフセットメモリの7CHに登録して使って見たのであるが、パソコン無しでオフセット周波数の登録が出来るのは便利である 誰も褒めてはくれないのでこの件だけは自分で自分を褒めることにしよう

 

 

TS-700GⅡ の修理にチャレンジ その3 固定チャンネル発振停止やマーカ修理

シルバーウィークも3日目である (ちょっとしつこいのであるが)
本日もTS-700GⅡを突いていのるであった

さて昨日はVFOを片付けたのであるが、その後色々とチェックした所、固定チャンネルの状態が思わしくない
固定チャンネルの状態で、チャンネルランプが点滅するのである

まあ、このTS-700 GⅡを現役復帰させた所で、固定チャンネルを使う事は少ないと思うのであるがそうは言っても、気持ちが悪いのである

TS-700で素晴らしいのは、VFOや固定水晶の発振が停止すると、パネル上のランプも消灯するのである
なので、オペレータはこの表示で、正しく動作しているかを確認出来る
この不具合については、VFOランプは常時点灯なのに対して、固定チャンネルだけが消灯するのである

で、ブロック図を参照すると、HET UNITのQ1かQ2辺りの水晶発振回路か発振増幅回路ではないとか予想してみる

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<HET UNITの発振状態を追ってみた所>

オシロスコープでQ4のコレクタを確認した所、発振の振幅がチラチラと変化してるのが確認出来た
まずは、HET UNITのQ3 2SC470 を交換してみる
発振の振幅は大きくなったが、まだ発振の振幅が変化する、固定チャンネルのランプもチラツキが大分減ったが、まだ多少のチラツキがある
で、Q4の2SC470も交換してみる
これで、発振の振幅は一定となった

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<交換した箇所>

さて次に新たに見つけた不具合は、マーカが動作しない事である
それなり正確な信号源はあるので、家で使う分には周波数校正で困る事は無いと思うが、これもやはり気持ち悪いので修理にチャレンジした
これは、TS-700とTS-700 GⅡでは構成が異なるである
TS-700は1MHz発振で、VFOの起点と終点で校正を行う、TS-700 GⅡではロジック回路で分周して100KHz出力となっており、100KHzのポイントでVFOの校正が可能となっている

で、原発信のオシロスコープで確認するとこれも発振不良である、とりあえず2SC458を2SC2668に交換してる
バッチリである、発振を確認すると綺麗に発振している
周波数カウンタで100KHzの調整を行う 低い周波数の場合はレシプトリカル方式の周波数カウンタが必要である
100KHz出力をトリマで合わせ込んでマーカの修理は完了なのである

ちなみに今時の機械でマーカを使用する事は無い
マーカとは正確な周波数で発振する発振回路に出力を故意に歪ませた発振回路で、出力が歪んでいるために百数十倍位の逓倍波が放出される
その逓倍波を受信して、基準信号としてVFOを校正するのに用いる
VFOを使用している機械は殆ど搭載していた機能である

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<TS-700GⅡのマーカユニット>

新たな問題が…
マーカで、VFOのリニアリティ(VFOの目盛りと周波数の同期)を確認したのであるが
VFOの始点付近で、3KHz程度のズレがあるのである (>_<)
この調整には、VFOのカバーを外してバリコンの羽を調整する事になるが、超面倒そうである
この癖を覚えておけば良いので、今回はこのままにすることにした

必要なら、件の周波数カウンタのTS-700対応版を作って、TS-700Sもどきとする手も無くはない

次回に続く

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

 

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>