どよよん現象＠アマチュア無線

　いわゆる「年度末」。仕事の山場は今日に集約させ、明日はちょっと後ろめたくも有給休暇取得としました。今年は明らかに有休消化失敗の年・・・新年明けて暫くすると罹る酷い風邪やインフルエンザによる「強制休暇」をちょっと意識し過ぎたかな そして、こんな時期に休暇を取ることにちょっと気が引ける辺りは、「宮仕え」の年季を感じさせるでしょ

　先週末に周波数カウンタの配線のハンダ付けをしていたら、遂に長年使ってきた500gドラム巻きの糸ハンダが底を突きました。



　このハンダ、一体いつ購入したのか具には覚えていませんが、多分「大人買い」ができるようになった二十ウン年前だと思われます。途中のブランクが長かったことからこれまで保ったんだと思いますが、愛着のあるこの白ボビンともお別れの時が・・・って、案外捨てずに持っていたりするかも

　新しい方は「憧れ」の日本アルミット製・・・とは言え、秋月に売っていた普及品です。少し細かい作業が増えてきたことから、白ドラムの糸ハンダより0.2mm細い「0.6mm」にしてみました。少し使った感触では、細くなった分溶けるスピードが速くなったのと、流石に新しいハンダのため「基板ランドへのノリ、ノビ」は圧倒的に良くなりました。ひょっとすると、今後の作りものの仕上がりに好影響が出るんじゃないかと密かに期待しています

　明日は少し寝坊しようと目論んでいます。一日ノンビリする予定ですが、気が向けば周波数カウンタのプログラム追加に手を染めようかな

　昨日と今日はたっぷりめに時間を割いて、周波数カウンタのバラック組み立てと評価に取り掛かりました。昨日はこれまでのプログラム整理をしつつ、カウンタ制御部分をデバッグしながら、バラックで組んだカウンタ回路全体をひとまず動作確認。今日は、カウンタとしての性能評価を行いました。



　手狭な工作机に超バラックで組んでいます。当初、PICの「TMR0」をカウンタ入力として考えましたが、74AC161の前置でPICとしてはカウント・スピードが必要なくなったため、「TMR1」でカウントすることにしました。ところが、このTMR1のクロックゲートになる「T1CKI」が立ち上がりエッジでカウントするタイプであることをうっかり忘れており（TMR0の「T0CKI」はソフトでエッジを設定できる）、74AC161の「QD」の立ち下がりでカウントしようという想定が吹っ飛び、初回のPICのカウントアップが8カウントでインクリメントされてしまうことに・・・まぁ、ソフト論理を少し入れ込んで難は逃れていますが、もう少し注意深くしないとね

　一方、このカウンタの最大動作周波数については、これまでの実験で何とか150MHz程度までは動く感触を得ていたんですが、実際に組んで試してみると120MHz辺りが限界のよう。これは、アンプ部とカウンタ部が別の基板に載っており、さらにプリスケーラとの切替を行うためのリレーまで入ることから、特に高い周波数の様子が安物万能基板で行った事前の実験とは違うようです。この辺り、もう少し突っ込んで当たってみようとは思っていますが、このカウンタの最終形である「卓上のミニ・カウンタ」としてはHFから6mの確実な動作が主眼であり、ちょっと棚上げすることにしました。



　クラニシ君＠SGの発振周波数を測定しています。我がクラニシ君は表示周波数が若干低く（1KHz程度）、このスナップでは少しズレているように見えますが問題ありません。きちんと校正した中華SGでは、表示周波数とバッチリ合いますが、50MHz以上が発振できず確認できないんで、未だこの「クラニシ君使い」を卒業できていません クラニシ君を校正すれば良いんですが、本来の使い方であるアンテナ調整時には「1KHz位の誤差」は関係ないんで校正はしません。下手に開けてぶっ壊すのは愚の骨頂、古い機器ですからねぇ・・・

　こんな感じで今日を迎え、このバラックの状態で周波数特性を測ってみました。今回は特に作りっぱなしのアンプ部について、若干の改修は覚悟。どこを調整したいかというと・・・



　この手の広帯域アンプの「帯域の肝」は、エミッタ接地アンプのエミッタに接続するコンデンサ容量によって帯域幅が大きく影響を受けるということ。このこと自体は、既に実験は完了した上で「1000pF辺りがよさそう」という当たりを付けています。ただ、万能基板で行った予備実験でHFの高い方に高感度部分がズレているように解釈されたため、今回の製作に向けては一旦1000pFで組んで特性を測ってから工夫しようということにしました。パラに増設するにせよコンデンサ1つなら、基板の裏にハンダ付けしても問題ないでしょう。早速、結果のグラフへ・・・。



　赤い折れ線が、エミッタに接続するコンデンサを1000pFのみとした場合の測定結果です。想像通り、感度の高い帯域は20MHz辺りにあり、HFの下の方はあまり高感度とは言えません。そこで、0.0047μF（4700pF）をパラに接続して測定した結果が青い折れ線です。実はこの測定の前に0.01μFをパラにしたら、感度の高い領域が下にズレ過ぎることが判ったため、再度0.0047μFに付け替えて測定しました。HF帯のカバレッジとしてはまずまず平坦になりました

　これでひとまず「基本機能」が動くことは確認できました。さぁ、次はどっちに行くかな・・・この辺りの我が儘に進められる部分が、「自作」の醍醐味でもあります。ユルユル考えて進めていきたいと思います

　今日は午後から昨日買ってきたFAX電話の据え付け作業を行いましたが、この1時間程の中断を挟んで着手しかけの周波数カウンタ・カウンタ部のハンダ付けを進め、基板として完成させました。

　秋月基板への部品の組み付けは、水魚堂さんのBschを使ってレイアウトを検討しながら実体図を作ってから始めます。実体図の製作は、まずは部品面から透過に配線図を描き、完成したら接続をチェック、その後「裏返し」にコピーして部品面と裏面のパターン図として完成させます。そして、この2つの図をPC画面に大写しし、それを見ながらハンダ付けをしていきます。



　23インチのディスプレーにこれだけ大写しすれば、流石によく見えます

　銅テープをランド面に貼り付けてカッターで切り抜いた後は、スズメッキ線で配線していきます。



　配線を終えた様子です。このカウント部は150MHz程度を扱う「立派な高周波回路」と見立て、安定動作させるべくできる限り広めのグランドを取りたかったんですが、あまり広くできませんでした。ただ、この辺りは実際組んで動作させてみて吟味しないと判らない部分ですから、ひとまず様子見。
　パスコンは最短距離でグランドへ・・・各ICのVCCに一つずつの他、RS232Cインタフェース用ICのチャージポンプ用コンデンサを幾つか裏面に取り付けました。



　周波数カウンタの基板としてはこれで完成です。スナップ左側に写っている「アンプ部＋α」の部分も基板製作の方法は同じですが、グランドの貼り付け面が違います。

　基板が出来上がればもうゴールは見えた・・・いえいえ、ここからが本格的な「製作の肝」に当たるフェーズです。まずは、「アンプ部＋α」が思った通り動くか確認し、必要部分を徐々にカウント部に接続していき、PICのプログラムが必要な機能を果たすように作り込んでいきます。そして最後がケーシング・・・まだまだ先がありますね

　既に夕刻を迎えました。土日の禁酒を解禁にして一杯やりつつ再度配線ミスが無いかチェックでも・・・やれやれ、今日この後の進捗はあまり期待できませんなぁ

　昨日からの連休には特に予定を入れていなかったんですが、家のFAX電話の印字がへたって扱い難くなってきたため、午前中から新しいFAX電話を買いに行きました。

　今回のFAX電話は娘が買ってくれるということで、昼飯を奢ることを条件に電車で10分足らずのちょい大きめの駅にある量販店へ。でも折角「街」に出たんだから・・・と、ちょっと寄り道をして白い手袋（後で出てきます）を買ってから店に行ってみると品揃えが悪く、結局そこから普段は乗らない私鉄を乗り継ぎ一路秋葉原へ。それでもヨドバシカメラで頃合いのFAX電話を見つけると、既に13時を回って昼食時・・・ラーメン一杯で娘には勘弁（）して貰い、帰ってきたのが14時半過ぎ。

　帰ったら製作中の周波数カウンタのカウンタ部の回路図チェックをしようと思っていたものの、やはり「白い手袋の作業」に手を出してしまいました。



　過去にも記事にしたことがある「パドル磨き」の準備OKの様子です。このパドル「CT73MS」は見た目が結構素敵な感じなんですが、金メッキ部分がくすんできます。これを磨いてやると金ピカを取り戻し、暫くは高級パドルっぽくなります。前回磨いたのが2年前。さぁ、今回は如何に



　うんうん、またしても綺麗にできました 今回は組み立て後の調整で苦労する「打感」もすんなり決まり、小一時間で作業は終了しました。

　その後は回路図とパターン図のチェックを完了し、基板製作に仕掛かりました。



　流石にちょっと疲れてきて、今日は無理せず途中放棄になりそうです

　作りかけ基板の横にある仕分け箱は、百均のケースに仕分けしてあった部品を入れ直したものです。このケースも今朝届いて入れ直しました。元の百均ケースはフタが反ってしまいそろそろ潮時・・・といった塩梅。また違うものを入れることにしましょうかね。

　連休はあと一日。明日はもう少し工作に没頭したいところですが、他にもやりたいことが・・・果たして

　先々週末の土曜日から、毎週土曜日を「休肝日」にしてみました。飲み過ぎ傾向が強まったため、肝臓の各種数値が「おいおい、大概にせぃや」という領域に・・・まぁ数値云々は置くとしても、週末をもう少し有意義に過ごすためにも、土曜日から日曜の午後に掛けては飲まないことにし、クリアになった頭で、ここ3週末は机周りの改善や工作を進めています。
　やはり飲まないと集中力は高まりますから、まずまずの集中力が発揮されて首尾は上々・・・この勢いで周波数カウンタも実験を終え、漸く「ハードウェアの製作フェーズ」に入りました。ソフトは後からあれこれ追加できますから後回しにし、「金物」としては仕上げる方向に動き出したといった感じです。

　ただ、我がブログ書きは「飲みながら」が素敵な感じ・・・夕飯前にちょっとアルコール変調でこの記事を書き始めました

　昨日の土曜日は周波数カウンタのバッファアンプ部他の回路をまとめ、例によって「秋月Cタイプ、片面、紙」を使って組み上げてみました。回路図整理からPCBレイアウトを決めて組み上げるまででほぼ丸一日。



　またしても銅テープを基板に貼っての製作ですが、横着をして「カッターで不要部分を切り取る法」としました。このスナップにも写っているベークの実験基板でそこそこ動きそうな感触を得たため、思い切って「お手軽製作」とした次第。

　この基板には、散々実験してきた広帯域アンプと共にプリスケーラ部を載せ、さらに基準クロックとなるTCXOを載せました。これで、周波数カウンタとしての調整部分を全てこの基板に実装した格好にしてあります。最終的にどの程度の大きさのケースに入れるかは思案中ですが、これと同じ大きさの基板の多段構造とした場合でも調整箇所として「最上段」にすることで済みます。
　この後はカウンタ部の製作です。ハード的に面白い部分はあまりなく、回路図通りに組めば済むんですが、この基板と同じ大きさでまとめるのに少し苦労しそうです。実際の製作の様子は、全ての基板が組み上がってからまとめていきたいと思います。

　さぁ、夕飯の時間・・・週末の「締め」へと参りましょうかね

　ここ数週間続けてきた高速カウンタ周りの実験は、結果的にユニバーサル基板にきちんと押さえつけることで安定になり、思い通りに動くことが確認できました。この辺りをまとめておきたいと思います。

　まず、最終的な実験回路を。



　実験途上の試行錯誤で、広帯域アンプと高速カウンタの間にシュミトリを入れることで安定度が増すことが判りました。それも、2段にすると高域が落ちてしまうようです。また、ただのバッファ（74AC04）を置く形にすると、高域の感度は若干上がるものの低域が不安定になってしまうようで、この回路に落ち着いています。不要なピンは安定するように施していますから、まぁそこそこな感じ・・・それにしても、74AC14の使い方が勿体ないですね



　謀ったように実験基板に載りました・・・って謀ったんですがね 必要なグランドは、例によって銅テープを貼って広げました。

　この出力に周波数カウンタを繋ぎ、前提となる「16分周」（74AC161が固定的に分周するように組んであります）の出力がきちんと出てくるかを確認したらかなり上手くいっていそうな雰囲気だったんで、周波数特性データを採ってみました。



　周波数カウンタとして使う以上、特に測定頻度が高くなりそうなHF帯から50MHzまでそこそこの感度がないと・・・と思っていましたが、軒並み70 mVrms以下になっています。補助的に破線を引いていますが、電力値で-10dBmが大凡この電圧に相当します。この程度の感度があれば、比較的出力が小さい発振器などでも測定できそうです。
　一方、100MHzを超えると急激に感度が落ちていきますが、140MHzで大凡-3dBmの入力があれば動くようです。ただ、この辺りの入力感度はかなり暴れており、個々のロジックICの上限に近いことに加え、どうやら140MHz付近にアンプのゲインが低い凹み部分がありそうです。こうした広帯域アンプによく見られる現象は、基板への部品配置などで変わってきますから、今回の実験としては追求するのを止めました。



　1MHzより下の方は非常に安定しており、50Hz辺りまで普通に測定できていますから問題ありません。まぁ、この辺りの周波数はいわゆる「レシプロカル方式」にして測定しないと、細かな周波数測定ができず実用的ではありません。かといって、低周波域の測定は（自分にとっては）必須ということもないため、低域に特化したこの機能を具備するかは思案中です。

　ちょっとブログを見返したら、今回の周波数カウンタ製作に「気が散った」のが11月の終わり。既に3ヶ月を過ぎましたが、各部に拘って自分の理解を深めながらの言わば「散策」に近い設計作業や実験・・・たかが周波数カウンタでも、結構楽しめるものですね おっと、ここで落ち着いている場合じゃない 次行こう、次

　XCコンパイラは、PIC純正の安心感と新しいPIC登場への追随速度の点で他を凌ぎますが、如何せんフリー版の「無駄ニーモニックの吐き出し」がプログラムエリアのメモリを大いに消費します。さらに、この部分の無駄が処理速度を落としてしまいます。無論、スタンダード版やプロ版を購入してきちんとオプチマイズすれば良いのですが、これが他のベンダーが販売するものより相当に高価・・・ちょっと買う気になれません そうかといって、他のベンダーのものを購入するにも「決め手」が無く逡巡を続けています。
　そんな中、Microchip社のニュースリリースに「これは」と思う記事を見つけました。2016/1/19の記事ですから、情報に聡い方は「既知」かも知れません。

　Microchip、定評あるMPLAB® XCコンパイラPROエディションを 低コスト月額サブスクリプション ライセンスでも提供開始

　※ご注意：上記URLはPHPで作成されています。PCのブラウザは問題ありませんが、スマホでは注意が必要です。

　この記事によると、XC8,16,24の各々のプロ版月間ライセンスを販売するというものです。価格を調べてみたら、今日現在どのコンパイラも同額の$29.95でした。自動継続ライセンスですがいつでも解約・再開が可能ということですから、IDEでシミュレーションデバッグを重ねて見通しが立ったらこのライセンスを利用して「1ヶ月以内」に実機デバッグを完了すれば、今の円相場で￥3,400程度の出費で済む・・・まぁざっとこんな形で利用できそうです。

　最近はPICのプログラムメモリも随分と大きくなり、ちょっとした作りものには十分なことが多くなりましたが、処理速度の面でフリー版はやはり劣ります。勿論、高速性が要求される部分のみアセンブラで書くなど、フリー版の欠点を補う方策を考えるのも「頭の体操」としては面白いわけですが、半面「出来上がりまでに時間が掛かる」ということになります。一つのアプローチとして、「必要な時点でのプロ版利用」というのも一考の価値があるかも知れませんね。

　今日は余りある有給休暇を取りました。特に用事があるわけでもない自分へのご褒美日 少しゆっくり寝ようと思ったら普段の起床時間には起きてしまいましたが、ノンビリと朝食を済ませてから「さぁて、今日は何をすんべぇな・・・」と思案しつつネットサーフィンなどしていると、外は穏やかに晴れています。そこで、我が家からは3,40分程の所にある秋月の八潮店に散歩がてら行くことにしました。

　お昼前に到着した店内は、流石に平日で人もまばら・・・ゆっくりと店内を回りながら、買いたいものに目星を付けました。八潮店の店頭にしか売っていないものは１つの陳列机にまとめられており、その中から2つ程欲しいものを見つけました。あとは在庫が少なくなった14ピンのICソケットとお試し用の2SK211Yを買って帰ろうとカゴに入れて最後の一回り。テスターの陳列机の横をふっと見ると、「おっと、こんなモノが売ってる」・・・これもカゴに入れてレジに向かいました。

　遅めの昼食と散髪を終えて帰宅、さっそく今日の戦利品を工作机に並べてみました。



　八潮店の掘り出し物たちです。まずは1S953×200本が300円・・・これで多分一生分のスイッチダイオードを入手したことになるでしょう。その左は50V耐圧の0.22μFの積層セラミックが25個で100円也。そして、その下にあるのが今日のピカイチ



　そうです 現在主力テスターとして愛用している「METEX P-16」・・・これがなんと「ワケあり品」として並べてあったんです。注意書きの通り、どうやらリード棒に不具合があるようですが果たして



　おいおい、測れてるじゃん・・・と思うでしょ いえいえ、本当に「ワケあり」なんですよ。実は、赤いリード棒の付け根辺りが接触不良になっており、このスナップのように極端に曲げないと通電しません。このテスターのリードは、本体右部分に収納できるんですが、かなり窮屈なためにこの部分に大きなテンションが掛かって接触不良を起こし易いんですね。
　このテスターをしょっちゅう使うようになると、このリード棒では短すぎて取り回しが悪く収納を諦めて長いものに交換したくなりますから、自分にとっては「本体側さえ生きていれば上等」ということに・・・ということは、「割安でP-16のスペアが手に入った」ということですな

　このテスターは流石にもう入手できないだろうと思って「玩具っぽい赤いテスター」を購入してしまいましたが、まぁこの程度の無駄遣いはヨシとしようと思います。まずまず満足の有給休暇となりました

　ブレボ実験に見切りを付け、チープなユニバーサル基板に周波数カウンタのバッファ部の回路を組んで味見をしたら、100MHz超でもある程度安定して動くことが判ったため、余ったスペースにブレボでは上手く動かなかった高速カウンタ・・・74AC161を置いて実験してみました。

　まずは実験回路図をご披露。



　最終的な回路ではソースフォロワに2SK161-Oを使う予定ですが、この実験ではまだ在庫が多いFETで代用。2SC3355は最近秋月で扱うようになりましたが、中華市場に安く出ていたものを少し前に多めに購入したんでこれを使いました。



　基板の様子です。まぁ、何てことはありませんな 裏面は恥ずかしいんですが、これもスナップで。



　ICの下に銅テープを渡して、高周波的に安定するように配置しました。電源のパスコンも最短距離でグランドへ・・・さぁ、これでどんな塩梅になるでしょうか



　142MHz（-5dBm）を入力した様子です。このオシロに付属しているプローブの動作周波数は70MHzまで・・・なんでこれは使わず、予てから準備してあった秋月の300MHzプローブを使いました。プローブのグランド線が悪さをしないようワニ口が付いたグランド線を使わず、プローブ付属のスプリング（スプリンググランドコンタクトっていう名前かな）で近くのグランドに落として測定しています。黄色い周波数表示がほぼ142MHzの1/16になっており、正常に動作していることが判ります。

　これより上の周波数では、安定した波形観測ができなくなります。74AC161のカタログスペックを見ると、クロック周波数上限の標準（Typical）が140MHzとなっていますから、まぁ納得できる周波数ではあります。入力をさらに大きくする、或いは金属ケースに閉じ込めるなどで、もう少し高い周波数まで動くかも知れません。
　また、前置したアンプと74AC161は「直結」にしていますが、ここにシュミトリを入れると高域が少し改善される可能性があります。まぁ、そこまでやらなくてもいいと思う半面、せめて「2m」までカバー・・・欲を言えば150MHzまでカバーできると、何となく「無線家っぽいカウンタ」になるんで（）、もう少し改善ポイントがないか考えてみたいと思っています。

　平日にしては、なかなかの実験ができました