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ブレッドボードの改良と微小容量測定時のキャリブレ留意点

2017-09-23      
 今朝はかなり気温が下がりました。Tシャツ一枚でゴミ出しに行ったら、暑がりの自分でも流石に涼し過ぎな感じ・・・セミも鳴いておらず、明らかに秋が近づいた気がしました。

 今日はあれこれ片付けながら、合間を見てプチ工作・・・ブレッドボードの改造を行いました。今後のIFアンプの実験で多用すると踏んでの準備です。

 ブレッドボードは大変便利なツールですが、高周波実験ではある程度気を遣いながらの配線が肝要です。ただ、安定に実験を進める上ではそれだけでは少々心許ない感じ・・・グランドに関しては"買ってきたまま"では少々役不足になるように思います。そこで、よく使う小型のブレッドボードの裏にグランドを貼り付けることにしました。



 このブレッドボードの裏にグランドとして0.6mm厚の片面基板をカットして貼り付け、ボード両端の"-"の部分をグランドと直接接続してしまい、グランドへの配線が高周波的に改善するようにします。



 このボードの両端の電源ライン部分は簡単に分離することができます。この部分の金属端子を外して底の部分に小穴を開け、短いスズメッキ線をハンダ付けしておきます。その上で、底面にカットした基板を貼り付ける際にこのスズメッキ線が貫通するように穴を開け、基板を取り付けた後でスズメッキ線とグランドとをハンダ付けして完了です。



 完成後の様子です。四隅のハンダ付けがスズメッキ線と接続した部分です。手前のハンダ付け痕は、実験時に電源のマイナスとの接続が簡単・確実になるようタマゴラグを取り付けたもの。30Wのコテで無理矢理取り付けたためちょっと汚いですが、まぁ裏面ですから見なかったことに

 さて、ここまでできたら前々からやっておこうと思っていた”ブレッドボードのストレー容量測定”を行うことにしました。これは、JA9TTT/加藤OMが既に実施・発表されているものであり、多分同様の結果に落ち着くものと想像していましたが、兎に角自分ので確認することに意味がある・・・ってなわけで実測開始。
 結果は意に反さずほぼ同じ値・・・ではあったんですが、どうも自分の測定結果の方が軒並み0.5pF程度多くなるんです 測定器は氏と同様”DE-5000”を使っており測定前のキャリブレも手順通り行っていますから、拘り症の自分としては納得がいきません。が、コンデンサ容量測定は相当数こなしてきたことから「ひょっとして・・・」とキャリブレの”ある部分”が不味いのでは と考え及びました。

 DE-5000のキャリブレは、測定端子のオープンとショートの状態をそれぞれ30秒間自己測定して行う仕様になっています。ショートの方は直流的に測定端子をショートさせるからいいとして、問題はオープンの方・・・ちょっとスナップを使って説明しようと思います。



 DE-5000の測定端子には、チップ型のデバイス測定に使用するプローブ”TL-22”を使います。このプローブのオープン状態は、このスナップで判るように1cm強の間隔になります。この状態でキャリブレした後に、例えばこのスナップのように隣り合わせのピン接続端子間の容量を測定する場合、プローブ先端が2.5mmくらいに近づきます。すると、このプローブの端子間容量の影響が出てしまい、測定容量が上昇してしまうんです。
 そこで、オープン状態のキャリブレの際に2.5mm程度になるようにしてキャリブレを終えて測定し直すと、期待した(加藤OMの測定した結果に近い)値となることが判りました。

 このことは、キャリブレ中の測定端子間の間隔を”実際に測定する際の間隔”に合わせてキャリブレしないと上手くないという、”自作LCメータでの経験”があったお陰で長時間悩まずに済んだ次第。日々のヘッポコ実験も、こうした部分で役立つわけですな

何だ、このコア!?

2017-09-18      
 ここ数週は休日を含め思いの外忙しくて”工作時間”を割くことができず、漸く今日午後に少し時間を取ることができました。ターゲットはIF回路実験に必要なものに変わりなく、手を染めた”コイル巻き”で躓いてしまったところに決着を付けました。

 必要なコイルは、IF回路の実験で必要となる5-10μH程度の同調コイルなんですが、手持ちが多いHFの低い方用のT37-2では結構な巻数になるため、「FT37-61が使えないか・・・」という実験をしようという試みがきっかけ。フェライト・トロイダルコアは鉄ダストのものより温度特性的には劣りますが、まぁそんなに凄いQが必要でもないと考え、他の用途で使ったことがあるコアの中からそれと覚しきコアを一つ取り出して10回巻き・・・5.5μHを目指して巻いたら、自作LCメータ実測値が何と28μH弱との表示
 それじゃぁ「FT37-43じゃないか」と疑って巻数から計算すると、42μHくらいにならないとおかしい・・・結局このコアが何者なのか特定できずにいました。

 先日、”ホンモノのFT-37-61”()を千石電商さんで入手し、本当は三連休初日に実験 と息巻いていましたが、結局今日の午後までお預けとなりました。こちらはカタログスペック通りにインダクタンス値が整合し、難なく問題なしを確認・・・ひとまず、それ以上の作業はできないものと踏んで元の小袋に収めました。



 見た目では判別できないのはフェライト・トロイダルコアの欠点ですが、#61でも#43でも無さそうなこのコア・・・一体何なんでしょうね。

 10月の真ん中辺りには、またしても「一族的大イベント」が待っています。工作活動はちょっと勢いが減じてしまいそうですが、まぁ気長にやろうっと

IFアンプ作りの準備開始

2017-09-02      
 今週末はハムフェア・・・ですが、ここのブログ主は既に今年は参戦しないことにし、何やら怪しげな設計作業を進めようと思っています。この怪しげな設計作業を含めた今後のヘッポコ製作は五月雨式の記事になりそうな予感がしますが、 自分の頭の整理を行うためにもつらつらと書いていこうと思います。

 ずっと前から計画していた「IF-AGCのソフト制御」 については、今年の3月の記事で既にそちらの方向に向けて「書き出し」をしていましたが、 実際にはIF回路の実験をするために必要な"周辺回路"を順に仕上げていくことになり、とりわけクリスタルフィルタの試作に手間取ってしまいました そろそろ試作基板を作ろうと思いひとまず回路図は引けたんです(って、大したもんじゃないです)が、それを発表する前に設計条件などをまとめておきます。

 まず、IFアンプのゲインとAGCの利得調整範囲についての考え方は、これまた今年の3月の別記事でまとめていますが、何れも大凡90dB程度あれば良さそうです。勿論、RF部のゲインや必要な復調入力電力なども考慮する必要はありますが、この程度のゲインと調整範囲が取れれば、まずまずの受信システムになるでしょう。
 今回のIFアンプの試作では、ゆくゆくそのAGC部分をソフト制御でできるか試すのが主目的ですから、90dB程度のゲインが取れればどんなデバイスで組んでもいいんですが、「MC1350」というちょいとレガシーなICの2段構成で実現することにします。このICのチョイスは、IFアンプとしてICを使ったことがないという"自分の興味"と、随分前に中華から安価にロット購入し”10個も持っている”という在庫数が決め手になりました。

 MC1350は、単体で50dB程度のゲインが取れる広帯域アンプです。まず最初に、AGC特性を掲載しておきます。



 5Vから7V程度のフォワードAGCとして扱うことができそうです。まぁ、こいつを2段にするとどんな風に変化するかは試してみないと・・・というかかなり高ゲインになるんで、発振しないよう相応の注意が要りそうです



 これは、データシートの情報(アドミッタンスで表にまとめられているもの)から入出力インピーダンスを算出したものです。何れもかなり高めなことが判ります。今回は、先に試作したクリスタルフィルタの中心周波数(4.095MHz付近:グラフ上の緑線辺り)でIFアンプを設計しますが、入力が2KΩ程度、出力が20KΩ程度のようです。付帯するLC同調回路・・・特に出力側は発振しないようかなりQダンプして作成している例が多いものの、あまり極端に低インピにするとゲインが下がってしまうのではないかなど、この辺りも確認する必要があるかも知れません。

 また、AGCでゲインを落としていくに連れNFがかなり悪化します。このICを使った製作記事の幾つかには「ノイジー」と謳っているものも見受けられ、もっとローノイズなIC(例えばAD603など)をチョイスした方が良さそうですが、この辺りも同調回路のQで変わってくるようにも思うんで、できれば検証してみたいと思います。

 今日の涼しさに代わって明日日曜は暑くなりそう・・・まぁ例によってノンビリ進めたいと思います。
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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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