自作周波数カウンタと SG ( UNI-T UTG932E ) の精度

2021年に制作し、その後カウンタの検出レベルがあまりにも低かったので、プリアンプを追加した周波数カウンタも、あまり使用する機会がなく、たまには電源を入れて動かしてみなくてはと思って、久しぶりに精度の確認と併せて、動作に異常が無いか動かせてみました。

 

　SG ( UNI-T UTG932E ) の出力周波数は、24,916kHz ( -10dm ) で出力して周波数カウンタは24,915.936kHz ズレはSGを基準委すると△64Hz。です。

　SG と周波数カウンタ共、絶対的な精度は無いので、IC-7700 で CW信号を受信して周波数を読み取ってみました。

 

 

　IC-7700 ( 局発は 24時間電源 ON ) では,24,915.89kHz 同様に SG 出力に対して △110Hz のズレとなっています。

　SG、自作周波数カウンタ、IC-7700 のトータルの誤差は 100Hz 前後では？と思っており、試験結果は良好です。

　一度しっかりした周波数カウンタで SG 出力の精度を測ってみたいところですが、この程度の精度があれば実用上十分であると思っています。

　なお、SG出力周波数は、最大30MHz までですが、周波数カウンタは 1.2GHz までカウントしますので、高い周波数の 信号源には、tinySA Ultra の SG 出力機能を利用すれば、50・145MHz・430MHz・1.2GHz帯での周波数カウンタの機能確認も可能です。

 

 

 

中華製の安価な Dummy Load 特性確認

　小出力トランシーバ ( SMA コネクタ仕様 ) に使用する Dumy Load の丁度具合が良さそうなものを某ジャングル通販店で仕入れてたもので、
実際に Th-D74 ( U/V ハンディトランシーバ) に接続して使ってみました。

　Dummy Load の容量は、10Wとハンディトランシーバ ( 出力 5W ) には丁度良い容量で、且つ、コネクタが SMA 型のため、変換コネクタも要らず良好に使用できます。

 

　ちなみに、この Dummy Load の周波数特性測定は、下の 写真 ①、および、写真 ② のとおり 400 ～ 500MHz では、スミスチャートは安定して表示していますが、 写真 ① では、nanoVNA 出力端子でキャリブレーションを実施したデータを Recall で nanoVNA に記憶させていたキャリブレーションデータを読み出したもの ( 測定コード 0.2m 分の影響が有る ) は、S.W.R. : 1.125 と少し高く、測定コード分も含めてキャリブレーションを改めて実施した場合 (下の写真 ② ) S.W.R. : 1.019 と S.W.R. ≒ 1.0 と良好な値を示します。( 測定周波数が 400MHz ～ 450MHz ) のため、測定コード 0.2ｍ の影響が出ているのではと考えます。)

　この程度の S.W.R.測定値であれば、測定コードの長さによる影響は気にしなくても良いのではと思います。

 

　　　　　　　① Cal. 位置：nanoVNA 出力端子

 

　　　　 ② Cal. 位置：測定コードコ ( 0.2m ) コネクタ端子

　アンテナの一般的なS.W.R. 測定に際しては、写真 ① のとおり、多少の誤差が有っても問題ありませんが、
精密な測定を行う場合は、写真② のとおり、測定系を考慮し測定点でのキャリブレーション実施が必要です。

 

 

 

nanoVNA による SWR 測定と接続ケーブルの影響

　nanoVNA を使って S.W.R. を測定、および、アンテナ調整をなさる方は多いと思いますが、アンテナと nanoVNA (又は無線機) を接続するケーブル長が S.W.R. 値に大きく影響することを確かめてみっました。

　・負荷　50Ω ダミーロード

　・使用ケーブル　50Ω同軸ケーブル ( nanoVNA 添付品 ) 全長 0.5m

　・S.W.R. 測定　nanoVNA-H4 
       ※ 1　キャリブレーション実施個所　nanoVNA 出力端子
　　※ 2　周波数 1MHz ～ 900MHz ( 周波数帯域 899MHz )

 

1. 接続ケーブルを使って測定　

　写真に収めるため、ケーブルを丸めていますが、測定に際しては真っすぐ伸ばして測定しています。

 

　下の黄色いラインが S.W.R. 値で、一定周波数毎に谷と山が発生しており、測定ケーブル (0.5m) の影響が出ていることが判ります。

 

2. ダミーロードを nanoVNA に直結 ( nanoVNA のキャリブレーション実施カ所で接続 )

　SMAコネクタを使ったダミーロードを使用し、nanoVNA に直結して測定します。

 

　S.W.R. 値のライン (黄色) の波打ちが消え、SWR値が 1MHz ～900MHz まで、1.0 程度でフラットに収まるとともにスミスチャートも一点に収まっています。

　実際の交信に使用する空中線への接続同軸ケーブルは、数メートル～数十メートルの長さになり、送信周波数の波長と同時ケールの長さに伴い、真のS.W.R. 値近くを表示したり、悪い値を表示している場合があると今回の結果から推定できます。

　実験では、使用する同軸ケーブルの長さが 0.5ｍ と短いので高い周波数での影響を測定していますが、ＨＦ帯でも同様な結果になるものと思います。

　即ち、接続ケーブルを使用した測定で、谷の部分が測定周波数の 1/4 波長の倍数になっているものと推定します。

 

 

 

 

M (P) - M (J) L型中継コネクタの特性

　先日、U/V GPアンテナ GP-1 (COMET ANTENA製) の特性を測った際、M (P) - M (J) L型中継コネクタでは、損失が有るか無いか記事に触れていたので、測定を行ってみました。

　信号源は、手っ取り早く使える nanoVNA の CW 信号。

　出力レベルの設定は不可能ですが、希望する周波数 (方形波) で取り出せるので、便利です。レベル調整は、SMAコネクタタイプのアッテネータ ( 30dB＋20dB) を使用し、Tiny-SAでレベルを見てみました。

 

　上の写真が測定系です。SMA ⇒ BNC ⇒ M (L) 型 ⇒ BNC ⇒ SMA と接続するため、変換コネクタだらけになります。写真に写っていませんが、上に上がっているケーブルの先に nanoVNA-H4 が繋がっています。

 

　145.0MHzで M (P) - M (J) L型中継コネクタ を入れた場合と抜いた場合とで測定してみましたが、信号源の nanoVNA-H4 の出力変動が ±0.2 ～ 0.3dB ほど有り、コネクタの挿入損失はそれほど大きくなく、ロスは　nanoVNA-H4 の出力変動 (±0.2 ～ 0.3dB) 内のため、測定できませんでした。

　ついでに430MHzも測定してみましたが、145MHz帯同様 nanoVNA-H4 の出力変動 (±0.2 ～ 0.3dB) 内のため、測定できませんでした。

　145MHz帯と比べて検出レベルが下がっているのは、nanoVNA-H4 の出力が低下していること、測定系のケーブル＋各変換コネクタロスの影響と思います。

　BNC (P) BNC (J) L型コネクタでは、90度曲がっている部分の接続状態で、ロスが大きく異なっていましたが、手持ちの M (P) - M (J) L型コネクタでは、そのようなことは無いようです。

 

 

 

KENWOOD製 ストレージオシロ DCS-7020

　3年程前まで使っていた 岩通の 2Ch オシロ ( SS5702 ) が、Ch#1 は正常に表示するものの、経年劣化で Ch#2 が正常に表示しなくなっていました。

　最近はオシロを使用することはほとんど有りませんが、オシロが1台も無しでは、寂しいので、もう1台埃を被っているオシロが有ります。

　2020年 11月以降、全く動かしてなく、机の下でほこりを被っていたので、正常に動くかどうか怪しいものの、引っ張りだして電源を入れ、ファンクションジェネレータから信号を入れてみました。

　Ch#1 に 1MHz のキャリアに 1kHz の信号で変調を掛けた信号を入力し、Ch#2 にはキャリアの 1MHz のみを入力して、様子を見てみました。

　各機能は正常で、水平方向の掃引信号が Ch#1 と Ch#2 で若干ずれが有るものの、どうにか使えそうです。

　ストレージオシロなので、余り高い周波数では使えませんが、私が組む簡単なディジタルロジック回路のおもちゃ程度であれば、充分使えそうです。
被っていた埃を落とし、ウェスで綺麗に拭いてラックに納めましたが、測定器類は、普段から電源を投入して動かせていないとダメになってしまいます。Hi.