CW用クリスタルフィルタの設計・製作(その5)

2017-07-30      
 今日の千葉県北西部は少し涼しげ・・・最高気温は28℃くらいだったようで、昼食の買い物も大汗をかかずに済みました。我が家の外階段にニイニイゼミがひっくり返っていましたが、持ち上げ上げたらワシワシ動くんで、そのまま放り投げると元気よく飛んでいきました。

 セミは、図体の割に羽根が華奢なことから「飛ぶこと」がそれ程得意ではなく、着地を失敗して転げてしまうと体重のあまり「上方向」に飛ぶことが困難。陽向の地面や屋上、階段や踊り場に転げると、そのまま死んじゃうことが間々あります。特に仰向けになってしまうと致命傷であり、起き上がること亀のごとし・・・そう言えばセミは「カメムシ目」だったりします

 セミの一生は置いといて()・・・今日は待望のクリスタルフィルタの「味見」をしました。Dishalの設計の理屈でシミュレーション上は手応えを掴んだものの、実際設計通りに動くんだかどうだかは半信半疑。それでも、今のところ充てにすべき別の方法もないわけですから、何とか上手くいって欲しいと言ったところ。
 本当は、高周波的に安定な基板に組み込みたいところですが、組んじゃった挙げ句「なんじゃこりゃぁぁぁ・・・」(「太陽にほえろ」の名シーンより)となるのもナンセンスなんで、幾ら味見とは言え躊躇は隠せない「ブレッドボードへの組み込み」を試してみることにしました。

 今回のフィルタの中心周波数は4.095MHz辺りとかなり低い周波数であるとは言うものの、ヒューヒュー、チャレンジャーやね・・・って、おい と戯れ言は置いといて、ブレッドボードに組んだクリスタルフィルタの勇姿をご覧じろ



 スンバラしいでしょ 入力インピーダンス整合用の抵抗以外、足という足を切っておらず、高周波的にかなり劣悪な組み方になっています。まぁ、これで「正常な手応え」があったらキチンと組むことにしよう・・・ということで、お待ちかねの特性も披露しましょうか。



 この状態で細かく見ても仕方が無いわけですが、ちょっとだけ考察しておこうと思います。なお、入出力のインピーダンス整合は抵抗による擬似的なものであること、コンデンサ容量も「選別なし」(銘板容量のものを無造作にチョイス)で組んでいることも付け加えておきます。

 ・全体像としてガウシャン特性にはなっておらず、「バターワース」と「リプルが少ないチェビシェフ」のあいのこのような特性。
 ・”共振域”(通過帯域の天辺の平たい部分、どよよん無線技士的造語)の減衰量は大凡9~10dB程度であり、これはほぼシミュレーション通り。
 ・-3dBの帯域は大凡300Hzで、設計値より広め。
 ・減衰域は”共振域”から55乃至60dBダウンであり、ブレボによる測定(入出力のアイソレーションが良くない)、脆弱なグランドに起因するものと推定。

 それにしてもどうです、そこそこ使えそうな特性になっているとは思いませんか 無作為にオクで購入した低価格(@30円)の水晶でこんな特性のクリスタルフィルタが作れれば、受信機自作の幅が広がりますよね  専用の基板(というか、高周波的にイケてる基板)に組んでみて精査する必要はあるものの、「優秀なツールとやる気」でかなり良好なフィルタ製作はできそうです では、自信を持って「最終形」にしてみましょうか・・・乞う、ご期待

古いDVMの仲間入りと校正アダプタ

2017-07-30      
 やっと普通の週末を迎えられた感じ・・・昨日の空き時間は漸く工作タイムとなりました。早速、クリスタルフィルタの組み立てに着手すれば良かったんですが、実は3ヶ月程前に入手していたジャン測のDVMを校正せずに・・・というかできずに放っておいたものを、先週の工作机周りの掃除をした際にラックへキチンと収納したため、こいつを校正することにしました。



 IWATSUの「VOAC 7512」というマルチメータです。二十ウン年前の代物ですが、手軽に校正できる点とオクの出品価格、さらに「アルコール」が作用してポチッとしてしまいました 電圧や電流の測定にはUSB接続できるロガーなんかの方が良いとは思うものの、通常の測定にPCをいちいち使うのも億劫、かつ今の主力テスターは電池消耗を軽減するべく自動OFF機能が不用意に動くため、「良いところ」でOFFになって頭に来ることしばしばあり、かなり以前から「AC電源で動くもの」が欲しかったんです。自作してもいいんですが、据え置き型の手頃なものがそれこそオークションに数多出品されていますから、野口先生を数枚覚悟したわけですね。

 このマルチメータは、校正用に外部の正確な電圧・電流源、基準抵抗などが必要ではあるものの校正作業自体は簡単にできるため、最もよく使うであろうDC電圧の基準となる電源を準備すれば一先ず済みます。そこで、ひとまず電圧基準を準備することにしました。

 このDVMの校正に必要なDC電圧は、各測定レンジのフルスケール校正用として40mV,400mV,4V,40V,400V,1000Vとなっています。真空管を使った工作ならいざ知らず、上の2つの正確な校正は自分には必要がありません。もう一つ下のレンジである40Vの校正は行いたいところなんですが、40Vの正確な電圧を準備することは難しく、ひとまずその下のレンジである4Vより小さいものを校正することにしました。



 今回の製作の肝は、テスターの電圧測定精度を調べるときに使ったLM4040を基準とし、これをできる限り正確な抵抗で分圧して必要な電圧を得ることにしました。

 このシャントレギュレータの精度は、消費電流を50μA以上1mA以下にすることで4.096V±0.1%が保証されます。そこで、後置する抵抗分圧による4Vの生成部分に流す電流を考慮し、前置する三端子レギュレータを5Vとして1KΩを置きました。これで500μA程度が流れることになります。また、一連の精度±1%の抵抗は、先週都内へセミナー受講に行った序でに秋葉原に寄って購入してきました。

 生成された4Vはそのまま基準電圧とすると共に、オペアンプのブルテージフォロワを介して0.4V/0.04Vを生成するようにしました。ここには、ほぼ死蔵されていたと言って良い「741」を使い、オフセットを調整してオペアンプの入・出力電圧が一致するように調整することにしました。この「741」は自分が学生の頃に入手したものでありまだ数個残っていますが、果たして今後使うことになるんだろうか



 新発売の秋月D基板の「4穴タイプ」に組みました。直流の世界だからと特に気にせずに組んだからなんでしょうが、ICに手を近付けると測定中電圧の下方の桁がパラパラ動いてしまう現象が出たため、LM4040の出力とLM741の電源にパスコンを入れて落ち着かせました。

 さて、実際の電圧の精度・・・4V端子の精度を「神」として4Vレンジを調整した後、0.4V/0.04Vを確認するとそれぞれ0.39841V/0.03980Vと表示されました。分圧抵抗の精度がそれぞれ±1%ですから、総合的な精度として±2%弱に収まっていれば問題ないんですが、どうにも腑に落ちずに個々の抵抗値を測って逆算すると、ほぼこの値で合っていることが判りました(1.8KΩ⇒1806Ω、180Ω⇒178.7Ω、20Ω⇒19.9Ω)。

 さらに嬉しいことに、簡易的な校正方法として「フルスケール」の電圧でなくても調整自体はできることが判り、4Vを使って40Vレンジ以上の校正も行いました。よく使いそうな40Vレンジについては12V程度までの精度が問われることになるため、比較的ポピュラーな10Vの高精度レギュレータを手に入れればそこそこの校正はできそうですが、そこまでしなくても十分に使えそうです。

 何れにせよ視認性は格段に良くなった上、動かしっぱなしにできるところがGood お次は基準抵抗を用意して、さらに安心して使える活用範囲を広げたいとは思いますが、抵抗測定はテスターで十分でしょうからあまり焦らずにおこうと思います。

難儀な7月

2017-07-25      
 やりかけのクリスタルフィルタ作成を放ったらかしにしたかったわけではありません。この7月の週末は、公私の出来事でかなり潰されてしまいました。無線関連・工作関連はほぼ手付かずで既に7月が終わろうとしているんで、生存確認的に近況を記してみます。

 7月第1週末は会社の年一イベントがあり、今年はどういう訳か「牽引リーダ」に指名されたため、当日(7月1日)はてんてこ舞い・・・さらに飲み過ぎで翌日は「爆睡王」と化していました 第2週目の週末も会社関係のイベントがあり、有楽町某所で中途採用の面談を数多実施・・・これも面白くないから疲れるわけですな。

 第3週目は待望の3連休 ところが初日の土曜朝に起きたら「調子悪・・・」となり、発熱と喉痛で寝込む羽目に。いわゆる「夏風邪」でダウンし、何と4連休してしまいました

 さらにその週の木曜は会社トップ主催の慰労会があり、これに付き合ったら金曜日は二日酔いでゲロゲロしながら何とか任務遂行し、第4週目の週末に突入。土曜日は禁酒&食い物制限し、しっかり睡眠を取って日曜日には完調に至りましたが、工作机周りの掃除をユルユルしていたらあっという間に陽が暮れてしまい、結局この週末も無線・工作的には何もしませんでした。唯一、買ってあったコテ台のスポンジを交換して「The End」。



 当たり前ですが、新品の如くなりました。今週末は今のところ予定はないし、再来週から始まる夏休みが異例に長そう・・・「夏の工作祭り」と洒落込んでみましょうかね
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どよよん無線技士

Author :どよよん無線技士
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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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