１０ＭＨｚ水晶の５倍オーバートーン発振！ － 水晶発振回路の実験 －

２０１８／０４／３０　（月曜日）　晴れ


今まで組んでいた回路（いい加減な自己流）を由緒正しい正式なオーバートーン発振回路に変更した。
この回路はやっぱりちょっとは複雑な回路になっている。
回路定数は手持ち部品に合わせていい加減な値になっているが・・・




ブレッドボードに部品を乗せていく。



部品は有り合わせのジャンク品。　脚を半田付けしてブレッドボードに差し込む。



値のわからないトリマコンデンサも要領を計測できる。



組みあがった新しい回路。



テスト開始。　




テストを開始してみると発振はスムーズに起きる。
同調回路を調整すると出力は大きくなっていく。
前日の実験（今までのいい加減な回路で）では水晶片を抜いても発振が継続して起きてしまった。
そこで水晶片を抜いてみると発振は停止し、差し込むと発振が始まった。
これで水晶発振回路としては正常に動作しているはずだ。

この回路には同調回路が２か所にある。
なるべく発振波形が大きくなるように調整していたが発振波形は３０ＭＨｚ。（正確には２９．９９４ＭＨｚ）
５０ＭＨｚは出てこない。
２か所の調整の具合で発振が停止することがあった。
その直前に発振出力が減少してちょっとの間だけ、小振幅で発振継続する箇所があり、どうも５０ＭＨｚの
ような感じがしたので、その小振幅が継続するようにトリマコンデンサを調整した。
そして周波数を確認してみると・・・・・


‟４９．９７４ＭＨｚ”と表示されていた！



そんなテストの様子を動画でご覧ください。







やっと５０MHｚで発振してくれた。
早速、ＮＷＴ－４０００を使ってスペクトラムを見てみた。




５０ＭＨｚ、１００ＭＨｚ、１５０ＭＨｚ、２００ＭＨｚに波形が出ている。



発振回路の動作を止めると（電源断）こんな波形が出る。
パソコンや無線ＬＡＮ装置やその他からいろいろな電波が出てるんだろう。



まぁ、何はともかくやっと目的の５０ＭＨｚが得られた。
今度はこれを‟ダブラ”という回路で２倍にする実験だ。
これも面白そうだ・・・・・・

５０MHｚは出てきません － 水晶発振回路の実験 －

２０１８／０４／２７（金曜日）　晴れ


１０ＭＨｚ水晶発振子を使ったピアスＣ－Ｂ発振回路は正常に１０ＭＨｚで発振した。（当たり前かぁ）
そこで今度は基本波の３倍、５倍の周波数で発振させる実験をしてみた。
コイルを５０ＭＨｚに同調するようにすれば５０ＭＨｚで発振してくれるだろう・・・・・


１０ＭＨｚのときのコイル。　約４０回巻。　おおよそ１２μＨ。



取り付けてあるトリマコンデンサはおおよそ２ｐＦ～１６ＰＦの容量だ。
コイルのインダクタンスを２μＨぐらいにすれば５０ＭＨｚが同調範囲に入るはずだ。


５０ＭＨｚ用には約１５回巻にした。　これで大体２．６μＨ。



インダクタンスの確認には工作友人から頂いたＬ／Ｃメータを使った。
このＬ／Ｃメータは小さなインダクタンスでも計測できるのでとても便利だ。
（コンデンサの容量も小さな値のものも計測できる）



インダクタンスが少し大きくなったがコアーを抜いたり、トリマコンデンサを調整すれば５０ＭＨｚに
同調させられるだろう。


というわけで５０ＭＨｚ発振を期待して実験を開始したのだが・・・・・・



発振周波数は２９.９９３ＭＨｚ・・・　
５倍高調波はエネルギーが低いのかな？　コレクタ電流を増やしてゲインをあげてみるか・・・
同調回路があってないのかな・・・・・・

あれこれいろいろやってみたが周波数は依然として２９.９９３ＭＨｚだ。

そんな実験の様子を動画でご覧ください。





ふーん、この回路じゃ３倍オーバートーン発振だけだ。
ものの本によると、オーバートーン発振を起こしやすい回路があるとか・・・
その資料をみると、「3次」とか「５次」とか書いてある。
これは期待が持てそうだ。

やってみよっ、と・・・・・

巣箱の目の前でガビチョウが囀っていた

２０１７／０４／２７（金曜日）晴れ


庭木に掛けた巣箱でシジュウカラの雛が誕生してからかれこれ九日目ぐらいになる。
巣立ちまでの中間点ぐらいかもしれない。
今日も親鳥はせっせと雛に与える餌を運んでいる。

大きな餌を運んできた父親のシジュウカラ・コウちゃん。　
本当に一生懸命子育てをしている。　えらいなぁ・・・



巣箱から出るときは雛がした糞を咥えてくる。　これで巣は清潔さが保たれる。
糞は巣箱から遠く離れたところに捨てに行く。　　糞の在りかで害敵に巣箱が見つかるのを避けるためだ。
シジュウカラ・コウちゃんは賢いなぁ・・・



今日は水場に遊びに来たガビチョウが、水浴びを終えてちょっとの間、巣箱の前の
枝にとまって大きな声で囀っていた。
近所中に響き渡るような大きな声でさえずる。
シジュウカラ・コウちゃんも雛達もびっくりだっただろう。
録音が無かったのが残念だ。


そんな様子を動画でご覧ください。

先ずは基本波の発振から － 水晶発振回路の実験 －

２０１８／０４／２６（木曜日）　晴れ


受信した短波帯の電波をＳＤＲドングルが受信できるようにＶＨＦ帯の周波数に
変換するコンバータを工作しようと思っている。
以前にも、ＵＨＦ帯のエアーバンドをＶＨＦ帯用の超再生受信機で受信しようと
して（周波数を低くする）コンバータを工作したことがあるが、この時は局発に
ＬＣ（コイルとコンデンサ）による発振回路（ＶＦＯ）を使用したので受信周波数の
判読が難しかった。（ほとんど判定できなかった。）

そこで今回は局発を（既知周波数の）水晶発振回路にしてその辺を改良したコンバータ
にするつもりだ。
そこで既知周波数には１００ＭＨｚとかキッチリした周波数が必要になる。
これに適した水晶片を購入すればいいのだが、「ジャンク品を有効活用」という方針に
反するのでそれはできない。
例によってジャンク箱をひっかき回したところ１０ＭＨｚの水晶発振子が見つかった。

水晶発振子は基本の周波数以外に何倍かの周波数でも発振するということだ。
それなら１０倍で発振させればイイじゃないか・・・・

でもまぁ、いきなり１０倍の発振は無理だろう。
せめて５倍で発振させてその出力を２倍にするのは実現できそうだ。
実験してみよう。

だけど先ず基本波（１０ＭＨｚ）の実験から始めよう。

同調回路は２０ＰＦのトリマコンデンサと１２μＨのコイルを組み合わせると大体１０ＭＨｚで
発振する計算になる。
そこでこんな回路（ピアスＣ－Ｂ）を組んでみることにした。




コイルはジャンクのコア入りボビンに巻いた。　４０回巻で大体１２μＨになった。


ブレッドボードに組み上げたピアスＢ－Ｃ発振回路。






この回路の発振周波数は１０ＭＨｚという低い周波数なのでスペアナやＳＤＲドングルでは
作動状況が確認できない。
そこで発振出力をＰＣオシロで確認してみた。

電源（９Ｖ）を接続し、回路電流（ほとんどコレクタ電流のはず）を０．５ｍＡ程度に設定した。
回路は安定に発振して電源のＯＮ、ＯＦＦを繰り返しても素直に発振が開始される。
ただ、波形の下側ピークが歪んでいた。
回路電流を０．３ｍＡにしたら歪のない波形が得られた。

そんなテストの様子を動画でご覧ください。




ここでスペアナが使えれば不要輻射やノイズの確認ができる（はず？）だけど手持ちのスペアナは
測定範囲が３５ＭＨｚ～４.４ＧＨｚで１０ＭＨｚには対応していない。
ＳＤＲドングルはＦＭ放送付近からの受信だからこれもダメ。
そこでオールバンドのＰＣレシーバでチェックしてみた。

このチェックでは１０ＭＨｚで同調インジケータが点灯してそれ以外では点灯せず、ＯＫではあるが
スピーカからのノイズ（バズ音？）は方々で聞こえる。
いろいろな不要輻射が含まれているんだろう。
幸か不幸か３０ＭＨｚ、５０ＭＨｚの高調波は確認されなかった。
（５０ＭＨｚが欲しかったなぁ・・・）

そんなチェックの様子を動画でご覧ください。




さぁ、次は５０ＭＨｚで発振できるか実験だ。
うまく行くかなぁ・・・・・・

簡易スペアナの操作実習

２０１８／０４／２４（火曜日）　雨


友人から簡易スペアナ（スペクトラムアナライザー）を譲ってもらった。
同じような機械（測定器？）は持っているがこれは機能がちょっと違う。
今までのはＴＧ（トラッキングジェネレータ）といってスペアナとしての機能は
なかったのだ。
そこでＳＤＲ（ソフトウェアラジオ）をスペアナの代わりにして発振回路が発する
出力を観察したりしていたが、やっぱりちょっと物足りなかった。

今度は簡易とはいえ、スペアナなんだから上等だ。
ただし、これがあるからといって、良く聞こえるラジオができるという保証はないけどね。


同じような機械だけど作動内容が違う。　２台で一台かな？



これが譲り受けたＮＷＴ－４０００。　測定範囲は３５ＭＨｚから４.４ＧＨｚ（４４００ＭＨＺ）と超広い。



ただし、今までのＮＷＴ－１５０のようなトラッキングジェネレータとしては使えない。
その代わり、この「ノイズジェネレータ」が発する電波を使って代用することができるんだそうだ。　
何だかよくわからないけど実験してみよう。



ノイズジェネレータは１２Ｖの電源が必要だ。　基板をむき出しで使うのはちょっと不安定だ。
簡易スペアナと組み合わせて使うんだから一つにまとめて「簡易ケース」に取り付けた。





果たしてこのノイズジェネレータってどんな信号を出力しているんだろうか？
オシロスコープで確認してみた。

おーっ、いつも見るきれいな正弦波とは似ても似つかないガシャガシャ波形・・・なるほどノイズだ。


ノイズというものはいろいろな周波数の信号集まってできているんだそうだ。
低い周波数から高い周波数までの信号が同時に出力されているわけだな・・・・・・なるほど。
出力電圧は２ＶＰＰぐらいだが髭みたいなものは１０Ｖｐｐぐらいある。



さて本番だ。
今までの工作実習で作ったフイルターがある。
一応、特性らしきものはＮＷＴ－１５０で調べてある。


ＮＷＴ－１５０で観測した波形（バンドパスフィルタ）


ＮＷＴ－１５０で観測した波形（ローパスフィルタ）



さぁ、ＮＷＴ－４０００で波形を出してみよう。　期待を込めてスタートさせたのだが・・・・


何だぁ、この波形は？？？？？





そりゃそうだ、ＮＷＴ－１５０は３００ＭＨｚまでしか見えないんだよ。
それをいきなり４.４ＧＨｚまで表示したってダメに決まってる。　やりなおそっと・・・


測定範囲（周波数範囲）を３５ＭＨｚ～３００ＭＨｚに設定してスタート。

バンドパスフィルタ。　それらしい山形は見えるが‥‥



ローパスフィルタ。　何だかわからない。　周波数が範囲外なのかもしれない。



念のためにＮＷＴ－１５０に接続して確認してみる。

バンドパスフィルタ。





ローパスフィルタ。





まぁ、なんとか周波数の設定とかノイズジェネレータの使い方とかがわかった。
でもやっぱりトラッキングジェネレータとして使うのは無理かもしれない。
まぁ、オイらの工作はせいぜい３００ＭＨｚぐらいまでだからトラッキングジェネレータとしては
ＮＷＴ－１５０でいくことにしよう。