周波数カウント部の実験準備

2016-01-30      
 漸く周波数カウンタの「ご本尊」たるカウント部の実験に着手しようと今日は午前中から大きめのブレッドボードを持ち出し、外部クロック動作+LCD表示の部分のテストプログラムを組んだ上で動かしてみました。



 自前のLCD表示ライブラリのヘッダファイルに記述してあった「備忘用コメント」が間違っていて少々手間取りましたが、洒落で「100.00000000 MHz」と表示させてみました

 実験の肝は「T1CKIの最高動作周波数」の確認です。今の構想では、T1CKIをカウンタ入力にすると回路的にスッキリするんですが、スレッシュホールド等を最適化して何とか40MHz~45MHz辺りまでカウントしてくれるようであればOK・・・即ち、この辺りの調査になります。カタログ値ではかなり厳しいんですが果たして

 さぁ、お気に入りのBGMを聞きながらプログラミングに突入・・・と思ったら既に夕刻ですね。まぁ、ノンビリ進めます

XC8のVer1.35でWarning現る

2016-01-30      
 あっという間に1月最終週を迎え来週はもう2月・・・いろいろと忙しいウィークデーのせいで、カレンダーが超高速で進んでいきます。週末は呼吸を整えるべくPICプログラミングに興じようと、今週初めにXC8のアップデート(1.32⇒1.35)を行ったらWarning の改修があったようで、以下の表示がされるようになりました。

 warning: (752) conversion to shorter data type

 このWarning 自体はそれ程重要なものではなく、普通に(ビット拡張や符号ビットの扱いをきちんと考慮して)コーディングしている限りは問題にならないものですが、「今まで出てなかったのに気持ち悪い」・・・というわけであれこれ情報を漁ってみると、Warning レベル設定が「-3」以下の場合に表示されるようになったようです。「-2」以上であれば表示されません。

 そうこうしている内にVer1.36がリリースされたため一昨日の帰宅後にインストールしてみましたが、このWarning は(Warning レベル-3で)表示されています。こうなると仕様変更が掛かったとみた方が良さそうで、今後はWarning レベルを「-2」にして凌ぐことになりそうです。

 以上、ちょっと覚書しておきました。

QRPに打って付けの小型リレー

2016-01-24      
 周波数カウンタ設計のアウトラインが漸く煮詰まってきました。外見は自作測定器として重宝しているミニ・パワーメータと同じリードのPSA-1に収まるように作ることとして、内部のあれこれを並行に検討を進めています。使用するPICのチョイスはやはりPIC16Fシリーズから選ぶ予定ですが、どんな機能にしようかは思案中・・・といっても周波数カウンタですから知れてますけどね

 直前の記事にも書いたように、この周波数カウンタにはプリスケーラを具備して高い周波数まで測定できるようにする一方、100MHz以下は0.01sでの測定を可能にしたいと思っており、カウンタの入力はハイフレ、ローフレの2つ用意して切り替えて使うようにしたいと考えています。そして、この切替部分についてはちょっと使ってみたいリレーがあります。TE Connectivity 社のIM2xシリーズです。



 かなり小さな汎用リレーです。比較用に普通の8ピンDIPを置いてみました。かなり小さいことが判りますね。これで「2C」(2回路2接点)ですから、用途は結構あると思います。

 このリレーは、実は随分以前にQRPリグ用の手頃なリレーを探していた際に見つけました。その後、RSコンポーネンツさんで取り扱っていることが判り、別の部品を注文した際にサンプルとして幾つか入手したもので、今回の製作で漸く日の目を見そうです。どうしてQRP用に最適かというと、スナップの通りの小型さに加え、カタログスペックが結構よさそうなためです。



 まずは消費電流。上記データシートの左側に青線で囲ってある部分にコイルの抵抗値が書いてあります。これを計算してみると、5Vの方が10mA、12Vの方は何と4mA程度という低消費電流 これは実測で確認したんで、カタログに偽りなしです。ただ、動作音が殆どしませんので、動作しているかが判り難いのが欠点かな 逆に、音がしない方がいい場合もありますけどね
 さらに右下の青線で示したところに高周波特性が書いてありますが、100MHzのアイソレーションが37dB・・・これなら、50MHz以下ではさらに良いはずですから、QRP自作の主流となるHFや6mではかなり良好な切替回路が作れそうです

 今回の周波数カウンタは、高速CMOSロジック(74ACシリーズ)でゲート回りを作る形になりそうですが、2入力の切替部分にはこのリレーを「お試し」で使ってみようかと思っています。

古いプリスケーラの覚書

2016-01-23      
 寒波襲来で「引き籠もり全開」の週末です。やや「精神労働」が続いた1週間を切り抜けたものの、来週もきっと同じような感じになりそうで憂鬱だからこそ、ゆったりと時間を過ごしたいところ・・・無論、こんな時はヘッポコ工作・ヘッポコ実験と参りましょう

 以前、思いつきで「オールロジックICで周波数カウンタを作ろう」と思い立った際に富士通の「MB506」を手に入れました。最大周波数2.4GHz、64,128,256分周が選べる8ピンDIP・・・扱い易いICで、今でも日本のショップ数軒で取り扱いがあります。「中華」ではMB5xxシリーズは、今でもかなり安く手に入りますよ。

 折角持っているんですから、今作ろうとしている周波数カウンタに内蔵させてみようと思い動作確認をしてみました。周辺部品も少なく、ブレッド実験に打って付けです。



 実際の動作をオシロで観てみました。①に接続されている丸印のコンデンサ(0.01μF)を外した上で①の波形電圧を測定すると、3.4V~1.96Vとなっており、CMOSゲートにそのまま接続しても何とか動きそう。②にプルアップ・プルダウンの抵抗を接続しない場合は(当たり前ですが)0.75V~-0.75Vで、カタログ値の「1.6Vp-p」とほぼ一致。プルアップ・プルダウンした場合は(これも当たり前ですが)3.24V~1.76Vとなりました。
 また、入力をオープンにすると発振気味になるため、1番ピンの入力インピーダンスをダンプすべく「R」に抵抗を入れますが、この値は33KΩ程度で良さそうです。

 周波数特性は、SG代わりの「クラニシ君@SG」の最大周波数の170MHzまでは余裕、逆に下の方はカタログ値の100MHzは勿論問題なく、50MHz辺りまでは使えそう。それ以下になると、観測波形が乱れてきます。また、動作時の消費電流は実測で19.6mAとなりました。これはカタログ値(Typical:18mA)より若干多めですが問題は無いでしょう。

 とりあえず、使えることは確認できました。出力も扱い易く、ゲートのスレッシュホールド次第で十分「直結」(プルアップ・プルダウン要らず)が可能・・・安心して使えそうです

汎用ロジックのシュミットトリガの閾値

2016-01-16      
 また週末がやってきました。昨夕は少しだけ早めに帰れたんですが、娘のPCのHDDが調子悪くなりその換装を手伝ってから引き籠もり開始・・・冬休みに進められなかった周波数カウンタ周辺のお試し実験です。

 前置するバッファアンプに目処が立つと、気になってきたのがPICのT0CKI/T1CKI に具備されているシュミットトリガ。これがある程度狭い閾値でON/OFFできないと単純に「ロス」になりますから、バッファアンプとPICの入力の間にシュミットトリガを置いた方が有利になる可能性があります。
 今回製作する周波数カウンタは、折角作るんですからできるだけ広帯域・高分解能(・・・でいいのかなぁ、要は0.1Hz,0.01Hz辺りまで測定できるよう)にしたいため、仮にシュミットトリガを前置するにせよ高い周波数まで確実に動くデバイス・・・74AC14をチョイスして若松通商さんで試しに1つ購入してきました。そして、カタログ値を拾おうと東芝のTC74AC14のデータシートを見てみると、ヒステリシスの上限と下限しか書いてありませんでした。仕方なく、TC74HC14のデータシートを確認。



 どうやら1.6Vから2.7VというのがTypical(@4.5V)のようです。バラツキが大きそうですが百聞は一見にしかず・・・というわけで実測してみると、凡そ2.2Vから3.0Vという結果でした。つまり、2.6Vを中心に±0.4V以上の振幅が必要になります。これはちょっと大きめの値 そこで、併せて購入した74AC04でシュミットトリガを作って、同様に測定してみました。



 回路図は自分用の備忘録ですが、何の変哲も無いシュミトリの実験回路です。R1とR2の比率で、閾値の上限・下限が調整できます。ひとまず、R1は2.2KΩとしてR2を10KΩ(約5倍)で測定してみたところ、閾値の上下限が1V以上あり広くてNG。そこで、丁度10倍となる22KΩで2.1Vから2.8V、47KΩ(約20倍)で2.3Vから2.6Vという結果になりました。さらに欲張って100KΩとすると、何やら中間の電圧が出力されるようになりNG・・・というわけで、20倍程度の比率での組み合わせが周波数カウンタの波形整形回路としては良さそうです。
 また、このシュミトリは緩い正帰還回路なんで、インバータでなくAND回路のゲートの1つを潰して作る(片方をVDDに接続する)と最も単純化できます。周波数カウンタの肝となるゲート回路との併用を考えると、74xx08のチョイスがいいかも。

 今日明日はお休み・・・74AC08だけを買いに秋葉原に行くのもナンセンスですが、暇だったらユルユルと出かけてみようかな

 修正 2016.01.16 回路図大ミス・・・酔っていたとは言え、チェック甘過ぎ。さっさと差し替えました。

結局ポチってしまったミニ・テスタ

2016-01-09      
 今年は新年明けてからの休みの日数が少なかったことから、何となくズルリと冬休みが終わってしまった感じです。かつ休み中にヘッポコ工作に精を出すつもりがこれも上手くいかず・・・ダラダラと過ごしてしまいました。
 初出勤日の4日には、賀詞交歓会流れの飲み会の後に誘われるまま先輩とラーメンを喰らい、年末年始の暴飲暴食で弱った胃腸をさらにいじめるという暴挙。結局、お腹の調子が元に戻ったのが7日という有様 ただ、体重はまだ「重め残り」で、若干人気薄・・・って馬かよ

 賀詞交歓会から帰ると、中華小包が到着していました。中身は・・・



 昨年暮れにUni-Trend 社の「UT120C」をポチってしまったのが、年明け早々に届きました。テスタについては、秋月で既に非売となったMetex 社のP-16を愛用しており、これが案外精度も良くてまだまだ現役なんですが、スペアとして1台用意しておいてもよかろう・・・というか、凡そ1700円(送料込み)でオートレンジ&直流電流測定可能、かつ小型(本体の縦寸法が110mmほど)となれば「お試し購入も吝かでなし」と購入を決めた次第。

 スナップの通り図体はとてもCheapでまさに「玩具」の様相・・・肝心のテスト棒もVery cheapですが、ちゃんとプラケースに入っている辺りは褒められるべきでしょう 液晶表示もご覧のように大きめで、「初老性遠視」にも優しいですね

 さて、問題の「精度」ですが、カタログスペックではとりあえずP-16を上回るものになっています。そこで、P-16と同時に定電圧電源の電圧(5V)を測定すると、20mV程の差が見られました。P-16はLM4040の出力測定で「ほぼ誤差無し」ということが判っていますから、これはこの玩具の「誤差」ということになります。まぁ、カタログスペックではこの辺りの直流電圧の測定誤差は±0.8%となっていますから、スペック値は満足していますが、ちょっと気持ちが悪い感じ
 また、この測定の際に4V以上のレンジでは10mV単位までしか測定できないことが判りちょっと残念(4V以下で1mV単位、400mV以下で0.1mV単位になる)。購入前によく調べろってことですね まぁ、あまり高い電圧で細かいレンジを云々することは希ですから、十分と言えば十分ですけどね
 気を取り直して、調整箇所がないか裏ブタを開けてみました。すると、案の定幾つかの半固定ボリューム発見そこで、慎重にこのボリュームを触ってみると、VR1が電圧測定の調整ボリュームであることが判りました



 早速、P-16との電圧同時測定で合わせ込みを行いました。定電圧電源の出力は3.3Vにセット。



 これで低圧の測定は、この玩具にもある程度安心して任せられます

 こんな感じでスタートした2016年のハムライフ・工作ライフはどんな風になるのか・・・年が明けて早一週間、今年は「一年の計」を立てずに参りましょうかね


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どよよん無線技士

Author :どよよん無線技士
こおるさいん:JM1DPL

アパマンというハンデにさらにQRPまで課し、失敗連続のヘッポコリグや周辺機器の製作・・・趣味というより「荒行」か!?

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