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VXO実験-7 「FCZ VXO」の安定度

2012-09-08      
 漸く週末が巡ってきました。今までのバラックを若干組み直して実験しました。水晶振動子は、純粋に「FCZ VXOの実験」とすべく、10.738635MHzを1つ取り付けることにしました。

 ざっと探っていくと以下のような傾向があったため、実験基板はこの結果に沿って組み直しました。

 ・水晶のケースをアースした方が周波数安定度が高い
 ・70pFのバリコンでは、可変範囲確保に大きなLが必要なため不採用
 ・150pFと220pFのバリコンでは、150pFの方が周波数安定度が若干高い



 組み直した実験基板で、「Lの種類による差異の確認」「小容量コンデンサの選び方」を確認しました。

 ◆ Lはマイクロインダクタが案外優秀

 この実験結果は表にまとめます。全て10μHでの比較です。

種類傾向など評価
高周波
チョーク
A823LY-100K(秋月)
発振は安定するが、手を近づけると広範囲(数十cmの
距離)に周波数が変動してしまう
可変コイル10Kボビンタイプ(千石)
発振は安定、可変出来る部分が利点
フェライト
トロイダルコア
FT37-61 14T ⇒ 10.78μH
発振が不安定、Qが高すぎると踏んでダンプするも、
好結果に至らず
×
マイクロ
インダクタ
AL0410-10K(秋月)
発振は安定だが、可変出来ない

 上記の比較では、可変コイルとマイクロインダクタなら可変コイルの方が良さそうですが、マイクロインダクタもまずまずです。

 ◆ 小容量コンデンサの傾向

 周波数の可変範囲は、容量を大きくすれば広がることは判っています。また、Lを大きくしても広がるわけですから、この組み合わせについての傾向を知っておくと良さそう・・・というわけで、周波数安定度に着目した実験をしました。
 VXOは、用いる水晶の基本発振周波数から離れるほど安定度は悪くなります。今回最終形(狭帯域SG)として必要な可変範囲は「10.740MHz-10.660MHz」ですので、少し余裕を見て「10.650MHz付近」を観測周波数としました。



 ※ 4.7μHのマイクロインダクタ:AL0410-4R7K(秋月)

 測定開始直後は数百Hz動いてしまうため、1分間はグラフから外してあります。この変動が落ち着いてから見てみると、小容量コンデンサの容量が7pFと12.8pFでは7pFの方に軍配。対する5pFでは、固定のマイクロインダクタを使うという部分で比較は難しのですが、7pFとは大きな差はないように見て取れます。
 この結果、どうやら「小容量コンデンサは小さい方が有利」と言えそうです。さらに、「固定コイル+小容量トリマコンデンサ」での可変範囲の調整という小技も使えそうですね

 この結果、狭帯域SGには必要十分な安定度ですので、発振部分の確認は完了です
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アキバいってきました

こんにちは!やってますね(^-^)/
マイクロインダクタがかなりよかったというのは意外でした。これは実験の成果ですね^^
水晶はインダクティブの狭い領域で発振するので、直列にインダクタを挿入すると周波数が下がり、逆にキャパシタを入れるとわずかに上がるというのは納得するのですが、水晶のコールドにインダクタンスと並列に小容量をかますと下方向にかなり伸びるのはなぜなのかちょっとわかりません。自分もVNAを使ってこの辺検証してみたいなーと思います。

お手軽VXOコイル

ぶんさん、こんばんは。
マイクロインダクタで結構いけるとなるとVXO作りが楽になりますので、まぁ実験した甲斐はあったかな・・・と、自画自賛(^^;
確かにこの「FCZ VXO」は不思議ですね。さっぱりワカランチンですわ・・・。
そうそう、この「FCZ VXO」をさらに「スーパーVXO」・・・つまり、水晶を2個にしてやると、さらに可変範囲は広がります(実験済み)が、安定度はどうだろう・・・。スーパーVXOって、水晶のQが下がる気がするんで、単に可変範囲が広がるだけかな??
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