「カウンタ」＋「発振器」（１） 試作 ［2021.10.14］
「カウンタ」＋「発振器」（２） 試作 ［2021.10.18］
「カウンタ」＋「発振器」（３） 試作 ［2021.10.21］
「カウンタ」＋「発振器」（４） 試作 ［2021.10.27］
「カウンタ」＋「発振器」（５） 完了 ［2021.11.16］
［二〇二一年十月十四日］
カウンタ＋発振器（１） 試作
精度良く読み取りが出来て、手軽に使える「周波数カウンタ兼用の信号発振器」が欲しくて、取り敢えず、KKMoon製「信号発生器」を買ったが、これは40MHzより下の周波数は出ないので、HF帯には使えず不便！
それで、色々考え試してみたが、"外観・表示"や"収納ケース"のことを考えると、どれも美味くない。（例えば、Trラジオの局発の利用、テストオッシレータの試買、LCDカウンタの利用等々）
その後、ジャンク棚を探し回って、昔キットを買って組んだ（旧い）"LEDカウンタのケース"を見付けた。
それに、偶々、同じ横長の"8桁LEDカウンタ（緑色）"が購入出来た（￥１,４９６送料込み・手数料別）ので、「表示部」をこれに置き換えた、そしたら古い中身は、要らなくなって、新しい「カウンタ」が出来た！（図１）
この「カウンタ」は、上記の「信号発生器」が相手だと、700MHz位までカウントが出来た。（図２［クリック］）
実は、60MHz以上の周波数では、「カウンタ」の設定（chをHight Channelに）を替えねばならないそうだ。（それは、まだ、試していない）
これで「カウンタ」が用意出来たので、ここに「信号発生器／発振器」を足す方法を考えている。
ただ、"ツマミ類"を置くスペースが狭く、"ダイアル"などは置けないので、一工夫が必要だ。
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＋＋＋ 旧カウンタのケース ＋＋＋
「旧カウンタ」は、確か、〜10MHzまでの計測が可能で、それに「プリスケーラ」を付けて、〜200MHzまで測れるはずだったが、その「プリスケーラ」が丁度1/10、1/100ではないので、表示値の換算が面倒だったりして、殆ど利用しなかったような記憶だけがある。（図３）
これの前面の"ツマミ類"の配置は、少し変なのだが、多分、"切り替えスイッチ"を右端に寄せて、廻し易くした為だろう。
しかし、これに「信号発生器」を足すには、二重VRなどを使う（狭苦しい）"操作パネル"になりそうだ。
"レンジの切り替え"、"発振周波数の変更"、"信号出力レベルの調整"、"カウンタと発振器の切り替え"の4機能を用意しないといけない。
．．．ま、何とかなるだろう！（？）
一方、中の空間は、「信号発生器」を入れるのには、十分／余る！（図４［クリック］）
あれこれ考えるのは愉しいが、作業が進まないので、（少しは）焦っている。
＋＋＋ 「カウンタ」の機能 ＋＋＋
この「8桁LEDカウンタ」の操作方法は、"販売店サイト"の「説明書き」（外部サイト）、（テキスト控）から推測すれば、大体分かる。
"設定項目"の切り替えは、上の押し釦で、"設定値"の切り替えは、下の押し釦で行うようだ。（図５ 右側の孔）
測定は、低・高チャネルの自動切換えなのだが、実は、高い周波数でも、自動でカウントは出来るようだが、時には、手動で「ch」を"High Channel"側にしないといけないこともあるらしい。
"LEDの明るさ"は、工場出荷時には「L 8」だそうだが、このままだと明る過ぎる！（図５）
今は、1〜2に設定している。
その他、表示周波数に、中間周波数値を足し引きすることも出来る。
（でも、今は必要が無いので、触らず）
尚、dh（Dual frequency design）という設定項目があるが、私の買った「カウンタ」は、バグなのか、仕様なのか？
"off"にすると、表示が2種、交互に切り替わる。（図６［クリック］）
"on"にすると、表示は1種だけで、切り替わりは無い。（ん？ 解釈の違い！？ 笑）
まぁ、特に困ることでも無いので、これでも、OK!
［二〇二一年十月十八日］
カウンタ＋発振器（２） 試作
先日来、苦闘していた「（高周波信号）発振回路」で、やっと（1次目標にしていた）"50MHz"の発振が出来た！（図７）
電源は、「PC110」でも使っている「7.2Vバッテリ・パック」を使い、「7806」で6Vに安定化している。
当初は、「クラップ回路」で、発振（周波数：1〜2MHz辺り）が出るか出ないかの状態で、トランジスタやICを替えて試してみながら、四苦八苦。
それに、今回はチップ部品を使うことにしていたので、コンパクトに仕上がるはずだったが、実験中は、"値を替えてみる"作業が面倒だった。
でも、こうした"チップ部品"を使う方法は、最近では国内での入手も容易になったので、なかなかよろし！d(^^;
結局、手持ちの中のトランジスタ「2SC684」、バリキャップ「1SV149」2個などを使って、何とか"50MHz"が出せるようになった。
回路は、至極、一般的のものだが、"コンデンサ"の"値決め"が、重要なようだ。（図８［クリック］）
特に、ベース・エミッタ・GND間のコンデンサの値は、現状では「400pF・220pF」だが「500pF・500pF」の方が良いかもしれない。（手持ちが無いので、未実験）
出力を大きくした上で、フィードバックを掛けようかと、試したが、増幅回路の筈が逆に減衰回路になってしまった為に、諦めた。
発振出力は、HF帯では数百mV以上あるので、"増幅"よりも、むしろ、（エミッター／ソース・フォロワを使った）"緩衝"（現在は、「2SK302」を使用）の方が有効なようだ。
しかし、発振周波数が50MHzに近付くと、発振が弱くなる／振幅が小さくなるので、これをもう少し改善をしたい。
現在、28MHz〜54MHzのコイルは出来ているが、500KHz〜28MHzまでをカバーするコイル群は、未だ出来ていないので、追々、それらを整備して行きたい。
更には、「カウンタ」（1.2GHz？）の機能／性能に見合うよう、「信号発生器」側も、"周波数アップ"を考えたい。
．．．しかし、"真空管"でやれば、100MHz位は楽々なのに、"トランジスタ"だと、こんなに苦労するとは！
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＋＋＋ チップ部品を多用 ＋＋＋
今回は、「汎用（蛇の目）基板」上に、"チップ抵抗"や"チップ・コンデンサ"などを"ランド"間（2.54mmピッチ）に渡して、半田付けが出来ることを確かめたので、それら（サイズ「2012」、「1608」、「1005」）を多用した。（図９）
これらは、適値なものを見繕っては、買い足して来ているが、未だ過不足がある。（図１０［クリック］）
「1005」は、それしか無かったので、買ったのだが、小さ過ぎて、扱い難い。
「1608」が、丁度良い大きさだと思う。
他方、「2012」の抵抗などは、少し大き目だが、値（の印刷）が読めるので、良い。
また、それらの再利用もし易い。（チップ・コンデンサなどの再利用は、今は、絶望的！）
「超小型半田鏝」や「小型半田鏝」は、チップ部品（抵抗やコンデンサ、トランジスタ）を半田付けするのに、具合が良くて重宝している。
問題は、チップ部品を見ながら半田付けする為の（私の）眼の方だ！
「3倍ヘッド・ルーペ」は、不可欠な道具だ。それに、腰のしっかりした「ピンセット」も必需品。
＋＋＋ 失敗事例 ＋＋＋
始め、「2SK302」（FET）で、電源6Vで発振回路を組んでみたが、全く発振せず。
次に、「SA602A」（IC）の局発回路を使って、LC発振をさせようとしたが、これもダメだった。（図１１ 右下側）
（因みに、水晶発振子を使うと、簡単に発振はするのだが、何故かLC発振は上手く行かず）
結局、「2SC846」（Tr. fT=1100MHz）を使って、やっと発振させられた。
ところが、「リング・コア」に巻いたコイルは、どうやら、タップを切り換えて"インダクタンス"を変えることには、向いていないらしい。（図１１ 右中側）
（理由を知らないので、調べてみたいが、今は放置）
＋＋＋ コイル群のこと ＋＋＋
コイルは、やはり、分割して設置することにした。（図１２［クリック］）
今付いている「切り替えスイッチ」は、"2回路6段"なので、コイル群は6個は設けられる。
ただ、2個使いの「バリキャップ」のカバー範囲が、思っているほど広くないかもしれない。
"最小コイル"で、28MHz〜54MHz、約26MHz幅だが、周波数が低くなるに従って、段々狭くなるはず。
だから、"500KHz〜29MHz"の範囲をカバーするには、5個では、無理かもしれない。
まぁ、試してみて、ダメならスイッチを替えよう。
［二〇二一年十月二一日］
カウンタ＋発振器（３） 試作
"出力バッファ"を「2SK302」のソース・フォロワ2段にしたら、発振周波数の上限が、58MHzにまで上げられることが分かった！
それに、高域での衰弱の気配も薄いので、（"コイル巻き数"を減したら、）発振周波数は、もっと上げられそうだ。
しかし、全体をカバーする為には、其処だけを単独で上げるわけにも行かなので、悩ましい。
他方、下限を"中波帯"にまで下げたかったので、「切替スイッチ」を"2回路6段"から"12回路1段"に替え、コイル"471"を、（HF+VHF帯コイル群に直列に）足してみた。（図１３）
だが、残念ながら、現状では、1,140〜666KHzの範囲しかカバー出来ない。（狭くて、悩ましい）
今までも起きていたのだが、8〜12MHzの間に2か所、18MHz付近に1か所、（スポット的に）振幅の大きな"異常発振（低周波の寄生発振？）"がある。
その"異常発振の周波数"は、およそ1.7〜5.7MHzとおよそ6MHzで、（オシロスコープで観察すると、）その大きい波の上に細かな（基本の）波が乗っているのが見える。（図１４［クリック］）
その"異常発振／寄生発振"の原因は、まだ良く分からないが、FET「2SK302」の異常動作かもしれない。
これの適切な使い方に、慣れていない為に、拙い使い方をしているのだろう。（要、再検討！）
現在にコイル群で、各チャネルの"発振周波数"は、出来るだけ重ならないようにして、全域をカバーするようにした。
１．54.0〜26.5MHz （Δ27.5）
２．26.9〜12.8MHz （Δ14.1）
３．12.9〜6.5MHz （Δ6.4）
４．6.5〜3.6MHz （Δ2.9）
５．3.6〜1.9MHz （Δ1.7）
６．2.1〜1.2MHz （Δ0.9）
７．1,141〜666KHz （Δ0.5）
．．．しかし、それにしても、1チャネルのカバー範囲が狭いなぁ。
．．．「1SV149」なら、周波数変化が2〜3倍位あっても良さそうに思うが、低い周波数だと、こんなものか。
これを、一度試しに（可変容量の大きい）「ポリ・バリコン」に替えてみたが、更に狭くなったので、戻した。
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＋＋＋ バッファ用「2SK302」 ＋＋＋
バッファに"FET"（2SK302）を使ったら、発振回路側の負担は少なかろう！と思っていたが、何の何の！．．．
1段だけだと、出力部に負荷を掛けたら、発振が止まってしまった！？
初めは、「2SK302」がくたばったか？と思ったが、交換した後で調べてみると、活きていた！（図１６［クリック］）
（どうやら、原因の一端は、半田付けの不整にも、あったらしい）
だが、それだけではなくて、やはりこのバッファは1段だと、出力負荷が発振に影響するようだ。
そこで、思い切って、バッファをソース・フォロワ2段にしてみた。（図１５）
．．．結果、影響はほゞ無くなった。それに、発振周波数の上限も、かなり上がった！
（ギリギリの54MHz→余裕の58MHz♪笑）
（「2SK302」のゲートの500KΩは、バイアスを少し高めて、下詰まりになり易い波形を改善する為だが、振幅が大きくなると、十分ではなくなる）
＋＋＋ 寄生発振とコイル群の配置 ＋＋＋
通常、高周波増幅回路では、超短波側の寄生発振が起き易いそうだが、今回の場合、逆に低周波側で起きている。
暫くの間、これは、コイル群のどれかが悪影響を及ぼしているのだろうと思っていた。
・・・だが、最後の最後に、どうやらFETのソース・フォロワ回路が拙いらしいことが分かったのだが、それまでの間、色々手を尽くしたみた話。
もう、直接の役には立たないが、記録として残しておく。
．．．最初は、VHF側（コイルの巻き数の少ない方）の位置を、発振回路から少し遠い方へ置いていた。（図１８［クリック］）
それで、寄生発振が起きていたので、その配置が拙いのかな？と疑って、逆の配置にしてみた。（図１７）
結果、異常発振が"狭い点"ではなく、ある"周波数幅"を持つようになって、余計に悪くなってしまった！？
これは、回路の何処かとの距離の問題かもしれない。
結局、「2SK302」ソースフォロワ2段、更には1段でも異常発振を起こしていたことが分かった。
．．．やれやれ、広帯域用FETは使い方が難しそうだ。通常のトランジスタで試してみよう。
［二〇二一年十月二七日］
カウンタ＋発振器（４） 試作
"必要だから"というより、"回路構成上の制約"から、発振周波数の上限は"52MHz"に。（図１９）
本当は、60MHz位まで上げたいし、やれば上げられるのだが。
でも、これ以上、コイルのインダクタンスを小さくすると、コンデンサの容量（キャパシタンス）を大きくした場合、発振が弱くなり、止まってしまうからだ。
だからと言って、コンデンサの容量を大きくしないようにすると、周波数可変範囲が狭くなるので、低い周波数帯で困ってしまう。．．．それやこれやで、52MHz止まり。（苦笑）
回路は、前回とは"別の構成"のものを、基板の"別の場所"に載せた。
発振回路に、今良く使われているらしい「LA1600」の局発回路部を使ってみた。
これは、外付け部品が少なくて済むし、割合安定に発振するようだ。
それに、MF帯,HF帯では、発振出力がほぼ一定しているのが良い。
ただ、（私の）実験範囲では、発振波形は、あまり綺麗ではなかった。
それに、20MHz以上になると発振出力が、かなり低下する。まぁ、当然だろうが。
バリキャップ「1SV149」1個を、素直に使ったら、周波数可変範囲が随分広くなった。
周波数上下比が、約2〜3倍になり、「切り替えスイッチ」の"段数"を「6段2回路」に、低減することが出来た。
オマケに、下の方は300KHz台にまで下げられた。（図２０［クリック］）
必要なら、中間周波数455KHzの信号も出せる。
１．52.0〜16.7MHz （約3.1倍）
２．16.5〜5.9MHz （約2.8倍）
３．5.9〜2.3MHz （約2.5倍）
４．2.4〜1.1MHz （約2.1倍）
５．1.0〜0.52MHz （約1.9倍）
６．600〜310KHz （約1.9倍）
"表面実装部品（SMD）"は、大変小さくて作業も難しいが、回路全体をコンパクトに作れるのが、面白い！
"半田付け加熱の時間"が短い所為か、"基板の傷み"も少なかったので、再生利用が出来た。
"ソルダーレス・ブレッドボード"とかいうのも、買ってはあるのだが、上手く使えず。
私はやはり"半田付け派"らしい。
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＋＋＋ 別の発振回路を追加 ＋＋＋
これまで、試作していた回路は、配線経路が素直ではなく、曲がりくねっていたので、これらをやり直すつもりで、全部取り外した。
思っていた程には、「基板」が傷んでいなかったので、随分すっきりした。（図２２［クリック］）
まるで、新品のよう！？．．．で、これを再利用することに。
基板の裏側に、＋VccラインとGNDラインを引いて、それらの間に、3ライン分を開けて、部品を載せ易いようにした。
実は、少し前に「LA1600」を手に入れていたので、前回の続きを始める前に、これも試してみたかった。（5個￥１,０００送料込み）
実は、"信号の流れ"を"左から右へ"としたかったのだが、生憎、スイッチやコイルの位置関係から、逆にせざるを得なかった。（まぁ、後ろ側から見れば、左から右への流れにはなるんだが）
右側の「電解コンデンサ」と左側の「セラミック・コンデンサ」は、適当な"表面実装部品"が無かったので、使ったのだが、それらが入手出来たら交換するかも。（図２１）
広帯域アンプ「BGA2851」を載せてみたが、何故か素直に働かないので、今は"経路外"にしてある。
これは、「LA1600」の（20MHz以上の）高域出力が、かなり低下するので、それを持ち上げたいと思って入れようとしたのだが、何故か、全く増幅してくれず。
"アプリケーション例"では、簡単な回路で良いらしいので、何か基本的なことを、私が見落としているのだろうと思う。
＋＋＋ LA1600の出力波形、今後の予定 ＋＋＋
「LA1600」の仕様では、電源電圧max7〜9Vだが、通常は3V位で使うのが良いと、何処かに書いてあったような気がする。
目下、5Vで駆動している所為か、出力振幅が大き過ぎて、抑えるのに苦労しているような波形になっている。（図２３）
尤も、この"波形の悪さ"は、電源電圧の所為ではないかもしれないが、何となくそう思ってしまった。(^^;?
しかし、こうした発振出力を、広い周波数範囲で、一定の振幅に抑え、かつ出力値を指定通りにするには、かなり高度な技術が必要だろうと思う。
其処までの自作は、（私には）到底無理だから、そこそこの特性で我慢しよう。
この後、幾つかの未達項目があるが、それは追々追加して行くつもり。（図２４［クリック］）
更に、トランジスタの"高域発振回路"だけを、追加することも興味があるので、それらも実験してみたいが、それらは、暫く後にしたい。
［二〇二一年十一月十六日］
カウンタ＋発振器（５） 完了
やっと、望みの「カウンタ＋オシレータ／発振器」が出来上がった。（図２５）
先回までで、一応、「（カウンタ＋）発振器」は出来ていたのだが、無変調（キャリアだけ）だったので、その信号の存在を確認するのが難しかった。
それで、追加で、低周波信号で変調を掛ける回路を作成した。
（変調の掛け方に関しては、佐納ゼミさん処の「LA1600」の記事を参考にさせて頂いた。感謝！）
［低周波発振部］
その"低周波発振"について、ヘンな廻り道をしてしまったが、単純なCR発振では面白くないので、"UJT"1個を使った弛緩発振（ブロッキング発振）はどうか、検討してみた。
だが、"UJT"は手持が無い。他方、普通のトランジスタは、履いて捨てるほどある。
PNPとNPNトランジスタとを組み合わせれば、簡単に、"UJTモドキ"が出来るので、それで、やってみたら上手く行った。そして、基板の空きスペースにも収まった。（なので、もう"UJT"は要らない）
この変調は、余裕が無いので、（入切スイッチ無しで）掛けっ放しにする。
BNCに小さな「アンテナモドキ」を付けて、（中華製）「マルチ・バンドラジオ」で"発振信号"を確かめたが、この変調音が、はっきり聞こえた！成功♪（図２６［クリック］）
［周波数表示部＋ダミー表示部］
"周波数表示"には、既製品の「8桁表示カウンタ」を使ったが、KHz未満の3桁表示が邪魔なのと、発振器の「出力レベル表示2桁｜Dummy：signal level」が欲しいな！という思いで、間に「マスク用黒紙」を挟んで、それらしい表示面にしてみた。下位2桁は、今は無効。
（カウンタの制御用PICのプログラムを弄れば、出来るとは思うが、残念ながら、私の力不足で、今はどうにもならず。が、自分の欲しいものは、（世の中になければ）自分で何とかしたい主義なので、いずれは、挑戦するかも）
［電源SW］
スイッチ中央で電源オフ。上側で発振器ON、下側でカウンタ部のみON。
尚、主電源は、「7.2V〜7.4V/1100mA〜2200mA Li-ionバッテリ」（ジャンク品）で、減って来たら、外部電源（精確に8.3V、電流制限はmax約1Aにしておく）で、適当に充電する。
［発振周波数可変VR｜出力調整VR］
元のケースを流用したので、前面のスペースが十分でない無い為、2軸VR（可変抵抗器 50KΩ,30KΩ）を使っている。
"周波数設定"を手前側にしてあるが、やはり「ツマミ径」が小さいので、微妙な調整は難しい。
まぁ、やってやれないことは無いが、幾度も高⇔低を往復させなければならない。
「減速ダイアル付き多回転VR」も買ってはあるのだが、現状では取り付けようがない。
［チャネルSW］
"2回路6段"を使い、1回路はコイルの切り替え用、他の1回路は、最上位周波数帯の時だけ「アンプBGA420」が入るように配線接続した。
チャネルは、ほゞ前回の通り。
この「カウンタ＋オシレータ」は、（私が）欲しい"機能"はほゞ満たしているが、"性能"についてはまったく不満足。
．．．だが、これは私の技量不足なので如何ともし難い。
その内、キットでMF,HFの正弦波も出せるオシレータが市販されれば、それらを組み合わせて、自作出来るようになるかもしれないので、この装置は此処までとする。
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＋＋＋ 約800Hzの低周波発振 ＋＋＋
キャリアだけの発振信号は、他の信号が雑居している「ラジオ」などでは、上手く捕まえることが出来ない、難しい。
それで、「目印」として、低周波信号で変調しておく必要があるが、その信号源として、低周波発振回路を作った。
通常は、"モノトーン"（単一周波数）信号で、それには"CR発振"などが使われるようだが、今回は、（愉しむために）敢えて邪道を選んだ。
PNPトランジスタとNPNトランジスタとで弛緩発振させ、その出力を、簡単なCRバンドパス・フィルタで成形する方式にした。
別基板に仮組して、R1,R2の値で、デューティ比がおよそ50%になるように決め、VR1で良さそうな変調周波数（600〜800Hz）を決めた。（図２７）
その出力を、CRフィルタで周波数帯上下を削ったら、ほゞ"矩形波"だった波形が、やや"正弦波"に近くなった。（図２８［クリック］）
しかし、この出力を、そのまま「0.01μF」経由で、「LA1600」の#1ピンに、480Ω経由で#2ピンに接続すると、負荷が重い為、微分された形になってしまう。
しかも、信号波形は、僅かに変調されているだけで、あまり大きく波打ってはいない。
だが、実際にラジオで信号を受けてみると、変調度は浅いが、十分、信号を識別出来る変調音になっているので、これはこれで良いだろう。（と、勝手に決めた。自分用だから、勝手自由だっ！）
（私は持っていないが）、もし"スペ・アナ"などでみたら、恐らく、発振信号に側帯波が"うじゃうじゃ付いている"んだろうな。（苦笑）
＋＋＋ 内部の状態 ＋＋＋
［ケース］
内部は、殆どガラガラの空き状態だが、これは有り合わせのケースを使ったゆえだ。
何だか、勿体ない気分だが、もうこれに付け加える"機能"は、（今は）無い。（図２９）
［コイル群］
コイル群は、本来なら、基板上に並べて留めるべきなのだろうが、カット＆トライ作業が多かったので、此の状態（ラジオ用の6Pラグ板に取り付け）の方が都合が良かった。
それに、この状態でも、それほど不安定さは、感じられないので、このままにする。
［バリキャップ］
むしろ、問題は、「バリキャップ」で、高い周波数帯（例えば、50KMHz帯）では、電源投入後から段々発振周波数が低下して行き、数百KHzは見ている間に下がる。
長時間置いておくと、2MHzくらいは下がっているようだ。
どうも、それの"温度依存性"ではないかと思うが、まだ良くは分からない。
もう温度補償回路などを追加する気は無いので、このままで使おう！
だから、周波数変動は、それを見越して使うということだ。（図３０［クリック］）
電源電圧は、「6Vレギュレータ」を通しているので、もし、これへの依存性があっても、これ程の変動はしないだろうと思う。
［バッテリ電力の消費］
使用に伴うバッテリの電源電圧の低下は、それほど酷くは無さそうだが、L1使用状態では、「アンプ」の外に、リレー2個がON状態になるので、その分電流消費が増えている。数十mAオーダだ。
発振回路やアンプ・バッファ回路の方は、数mA程度ではないかと思うが、詳細には測っていないので分からない。
［小型リレー］
小型5Vリレー（2回路2接点）を買って、"出力部の切り替え"や"アンプの入切り"に、使った。（5個￥１,０００送料込み）
「アナログ・スイッチ」や「スイッチング・ダイオード」なども、興味はあるのだが、未だ使えていない。（今後のテーマだ）