数十MHz以下の発振器は5,6台もっているのに、HPブランドものをみたらやはり欲しくなる。技術力が当時ピカイチだけでなく、作りの美しさ、パーツへの拘り等、どれを取っても世界一と認識しているから。

回路図やサービスマニュアルがネット上に惜しみなく公開していることも米国メーカーの素晴らしいところ。日本メーカー製は公開している機種が大変少なく、修理に困ってしまう。

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HP 3310Aは5MHzまでのファンクション・ジェネレータ。正弦波以外に、方形波、三角形を出力している。波形が実際に確認できないことや、出力レベルが分からないところが欠点。

下は内部の写真。IC以前の製品なので、キャンタイプのトランジスタやオペアンプもいくつか見られる。パーツの配置が大変美しく、HPの情熱や丁寧さがよく分かる。故人Steve Jobが惚れた理由のひとつだろう。

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最高周波数近辺、最大出力レベルにセットした際の出力波形をオシロで確認してみた。

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簡易型スペクトラムアナライザは手元にあるが、分解幅が最小100kHzとAMを見るのに役立たない。そこで、デジタルオシロのFFT機能でトライしてみた。

信号源はガラクタと宣告された松下VP-8177A。1MHzの搬送波に、400Hz 50%の変調波を加えたもの。

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オシロ Agilent MSO-X 2022Aに入力して、FFT機能をつけたらあっという間にスペクトラムがそれなりに表示された。

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センター周波数を1MHz(実際に多少右にズレているが)、スパン周波数を5kHzにした。1目盛(div)が500kHzになるので、400kHzの変調波はそれらしき精度で表示されている。しかし、変調度50%には結構ずれている。それは信号源の問題か、オシロ側の問題か、さらに調べる必要がありそうだが、FFTが使えることで一安心した。

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それでも、搬送波が4MHz辺りを超えると変調波との分離ができなくなった。

年末はやはり忙しく、心が落ち着かない。ゆっくり工作をやる時間もなく、変なゴミあさりだけをしていた。

死亡宣告された VP-8177A は思ったより動いている。ボタンのチャタリングはひどいが、特定の周波数に合わせることができないことはない。またいいことに Instruction Manual がネット上にあり、回路図が載ってある。

出力レベルが最小0.1μVと大変小さいことが本機の特徴。ラジオの修理や、アンテナの性能測定、測定器(周波数カウンター等)の感度特性等を調べるのに便利。程度のいいものを見かけたらまた欲しくなると思う。こういう測定器は2度と作られないだろうから。

<VP-8177A>
 出力周波数 0.1~30、30~110MHz
 周波数表示の分解能 100Hz(0.1~30MHz)
           1kHz(30~110MHz)
 周波数精度 ±(5 x 10-5 + 1 カウント)以内
 周波数ドリフト ±5 x 10-5以内
 出力レベル -19~99dB(0.112μ~89.1mVrms、0dB = 1μV)
 AM変調 400Hz, 1kHz
 FM変調
 1980年代の製品

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最高出力周波数 110MHzに1kHz AM変調 30%をかけたところ。

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こちらも安さにつられて購入したものだが、調整方法や回路図の入ったサービスマニュアルがネット上にあったことが決め手。トップカバーを固定するネジ6本、底カバーを固定するネジ4本を取り外すと、基板が両面まるごと見える。内部づくりから、リーダー社が当時技術力をかなりもっていたと感じた。1989年頃の製品。

マニュアル通りに調整したら当時のスペックにもどった。カスタムICを採用していない測定器がなかなか近年にはないので、大事にしていきたい。ということで、12個のケミコンを交換した(予定だが、1個だけは入手できず)。うちの47μF 6つは積層セラミック(ジャンクが買える値段だが)で代用、残りの大容量電源用は105℃、6000~10000時間のZLHに交換。

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最後に、サービスマニュアルを載せておく。ネット上アップされたものはいつの間にか消えてしまった。

LEADER LFG 1300S Service.pdf

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安さにつられて入手。シンセサイズド・レベル・ジェネレータという聞きなれない名称だが、20MHzまで、周波数とレベルを安定して出力する発振器と理解していいだろう。1983年頃の製品。

周波数を4つのダイヤルを回して設定する。つまり、1MHz以上では1kHzの分解能、100k~1MHzでは100Hzの分解能になる。いまふうのDDS技術では当たり前なので、とくに目新しいことはない。いいと思ったのは出力レベルも3つのダイヤルを回して設定できるところ。レベル範囲 -51~15dBm、周波数特性 ≦±0.15dB。

出力波形はサイン波、その歪率を測ってみたら1kHzでは約0.2%のようで、それほど悪くない。使い道はあまり思いつかないが、AC電圧計(ミリボルト)のレベル校正にはいいかもしれない。

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19.999MHzにセットした時の出力周波数。精度はまだ悪化していない。

ジャンクのつもりで購入した中国製新品低周波発振器がやはりジャンクだった。同仕様の国産ジャンクをヤフオクで買い直すのもバカバカだし、入手した新品の台湾製20MHz DDSファンクションジェネレータが出力レベルの表示もなく全体的に使いづらい。基準周波数が用意できて、それの活用もしたい等、諸々の理由があって、発振周波数は~20MHz、できれば~30MHzのDDS発振器をつくろうと考えていた。

秋月電子のDDSモジュールはFRMS製作時に利用したが値段が高く、ジャンク価格に慣れてしまった身としては手が出せない。7月のFRMSを製作時にPICについて詳しくなくて、ヒトのソフトをそのまま利用したのを思い出した。いまなら自己流仕様にするのだろうね。PC専用は絶対にしたくない。

と迷っているところに、ネット上に同仕様ものが販売している情報があった。約半値の販売価格だし完成品。さらにeBayにはもっと安く販売しているとのこと。どれも中国製だが、eBayでは送料ただ、千円以下で買える。秋月電子の1/8か。やはり中国は恐るべし。製造コストはただの数百円?

<AD9850(データシートより)>
  125 MHz Clock Rate
  On-Chip High Performance DAC and High Speed Comparator
  DAC SFDR > 50 dB @ 40 MHz AOUT
  32-Bit Frequency Tuning Word
  Simplified Control Interface: Parallel Byte or Serial Loading Format
  Phase Modulation Capability
  3.3 V or 5 V Single-Supply Operation

<AD9851(データシートより)
  選択可能な6× 基準クロック乗算器による180 MHzのクロック・レート
  高性能10ビットD/ACとヒステリシス付き高速コンパレータを内蔵
  70 MHz AOUTでSFDR>43 dB
  32ビットの周波数チューニング・ワード
  シンプルなコントロール・インターフェース:パラレルまたはシリアル非同期ローディング・フォーマット
  5ビットの位相変調とオフセット機能
  コンパレータ・ジッタ<80 ps p-p @ 20 MHz
  +2.7 ~ +5.25 Vの単電源動作
  低消費電力: 180 MHzで555 mW

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ダメ元で、eBayのBuyItNowで発注。800円也、送料ただ。ゴミでも諦めがつくが、内心では到着を楽しみにしている。本来はAD9851にしたいが、写真からは同じようにみえてしまうので。

<追加>
 eBayを覗いたら、DDSモジュールだけでなく、LCDまで搭載したシグナルジェネレータもどきも沢山出回っている。そこらに掲載されている波形とかをみたら、5MHzまでは問題なく使えるが、30MHzになるとサイン波の振幅が5~6割に低下してしまう(FRMS製作時にも遭遇した問題)。

1GHzをサポートする強力なAD9858でないと30MHzは無理かもしれないが、5MHzまでならDDSモジュール+PIC+LCDで十分実用なものが作れるようだ。7月に出した自分の結論と同じ。

AD9858はeBayでは約50US$。また近年によくあることだが、AD9858の応用例はググったら、中国語ページが沢山出てくるが、日本語がほとんどない。とても残念。

<低周波発振器 LW TAG-101>
  発振周波数 10Hz~1MHz(5レンジ)
  出力偏差 ±0.5dB(10Hz~1MHz)(実測したら全くだめ)
  出力 正弦波 5Vrms、方形波 10Vpp
  ひずみ率 0.1%以下(400Hz~20kHz)
  出力インピーダンス 600Ω
  出力減衰器 0~-50dB(10dBステップ6段)

香港から購入したつもりだが、どういうわけか広州からの発送になっている。でも、広州も香港に負けないスピーディさ、文句の言いようがない。支払った翌日の出荷、ポチってから5日目に手に入れた計算になる。

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さらに2重ダンボールで送られたことに驚いた。香港以上の丁寧さじゃん。前回は失敗したので、あまり期待していなかったが。

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外観に凹みは見当たらないが、傷や汚れが多少残っている。本体以外に、3ピン電源ケーブル、リードケーブル、簡易取説(英語&中国語)、製品合格証がついている。そのほかに、110V?220V電圧変換トランスがおまけとして入っている。本体の電源は220Vなので、サービスしてくれたようだ。

早速中を開けてひと通りチェックした。バリコンがエアでないのはしょうがない。送料を含め、1万円を大幅に切る値段なんだから。ICらしきものは見当たらない。昔に設計された某商品のデットコピーかもしれない。

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内蔵の電源トランスはカバーに覆われて、中を確認できないが、作業(軽く言っているが1時間以上かかった)しておまけトランスをガラガラの空きスペースに固定しておき、220Vに昇圧して内蔵トランスに繋げた。

基板上にある三端子レギュレータ7824および7924の出力がやっと±24Vになり、改造がうまくいったといえよう。

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さて、性能について調べた。発振周波数は大きなズレがなく、数%以内に収まっている。最も重要視されているひずみ率については調べるのが簡単ではないので、取り敢えずパス。残りは出力偏差(周波数特性)だが、全然だめだった。そもそも、スペック値がはっきりしない。メーカーのWebサイトでは0.5dBと書いてあるのに対して、取説の英語版では1.5dB、中国語版では5dBと言っている。

それぞれのレンジ内で、両端における出力電圧の差を同一メーカー製ミリボルトメータTVT-322で測ったところ、
  x1: 10Hz~100Hz、約3.5dB
  x10: 100Hz~1kHz、3dB
  x100: 1kHz~10kHz、2.5dB
  x1k: 10kHz~100kHz、2.5dB
  x10k: 100kHz~1MHz、12dB(100kHz時の3Vは1MHzでは1V以下に低下してしまう)
となっている。スペック値を1.5dBだと仮定して、レンジ内の中央を基準とすれば、x10, x100, x1kという3つのレンジは問題ないことになる。x1のレンジは3dBから若干はみ出したが、許さないレベルではない。最大の問題はx10kというレンジ。個人の自作ではそう簡単に達成できないこのレンジの性能はメーカーの売りなのに、今回の製品は明らかに不良品。念のため、ミリボルトメータだけでなく、デジタルオシロでもこのレンジでは出力が大幅に低下したことを確認した。

また、x10kレンジの方形波がなまっていて、方形波でなくなっていることはいうまでもない。このデジタル時代には正弦波だけでいいのに。

前回のように、性能には問題ないがボロボロの外観、および今回のように、外観はまあまあだが性能の一部はボロボロ。どちらもだめなことなので、やはり信用の置けないメーカー(ブランド) LW。

整理したらセラミック発振子 TDK製 FCR455K が出てきた。黒の外観で足2本、現製品の黄色外観と異なる。調整や測定に利用できそうなので、ネットを参考に発振回路をつくってみた。

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ツインT回路による 1kHz の発振を、セラミック発振子を利用した回路にのせて、AM変調もどきにした。セラミック発振子につなぐコンデンサの値を調整することで、正確に455kHz に追い込むこともできるらしいが、手持ち分だけの実験なので、若干のすれが出て、発振周波数は 452.9 kHz になっている。

波形はAM変調が原因かもしれないが、それほどきれいではない。なお、電源電圧を2.5v 当たりまで下げても発振は継続していることを確認した。

TECSUN PL-660のようなLWが直接聴けるラジオであれば、455辺りにチューニングして、本実験回路に30cm以内に近づき、1kHzの発振音を聴くことができる。ふつうのAMラジオなら、倍の周波数 910kHz 辺りにチューニングしても聴ける。

以下はツインT回路部分の波形。周波数は約 1.0kHz。

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以下はアンテナ(数cmのメッキ線)からの出力波形。

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折角なので、発振回路をプラケースにいれることにした。微弱電波を出す目的で、あえて金属ケースは使わなかった。同様なケースを利用したものが2つ目になり、自分にとって定番プラケースになりそう。ちなみに、100円ショップから買ったものと思っていたが、実はそうではなく、地元のホームセンターで販売してたもの。100円台だが、耐久性抜群。Ring Starシリーズの1つ、PC-140という型番。ほかに大きめのPC-160や、PC-210というのもあるらしい。高耐衝撃性コーポリマー樹脂を使用し、工具箱屋さんが考えたパーツケースだそうだ。

また、屋外などで使えるように、006型電池対応にした。電源電圧が6vから9vに変わり、バイアス抵抗を調整しておかないといけない。

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こちらも、秋月電子から発売のICL8038精密波形発生器キットをもとにつくったもの。矩形波、三角波、サイン波の3波形出力が可能。最高周波数が100KHzと低く、オーディオ等アンプ作りに実用的だが、いまから自作するなら、最高20MHzのキットが秋月電子にあり、波形がきれいなら、新しいそれを薦めする。

<仕様>
  出力周波数レンジ 10~100/100~1K/1K~10K/10K~100KHz
  出力周波数の設定 多回転ボリュームによる精密調整。周波数はLEDより直読可
  出力波形 矩形波/三角波/サイン波(上限の100KHz付近では、矩形波はそれほど綺麗でない)
  出力レベル 12Vpp(矩形波、三角波)、10Vpp(サイン波)
  アッテネータ 20/40/60dB切替可。連続可変
  出力端子 BNC(同一出力2チャネル)

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