オーバートーンVXO実験-1 （2/3）
2012-11-07
実験例・製作例が少ないということは、言わずもがな何らかの「障害」があるんだとは思ってはいるんですが、とりあえず発振はしました。問題は、ピュアリティと安定度。
ピュアリティについては、60MHzが限界のオシロしかないんで波形を観測するわけにもいかず、結局スペアナアダプタの「高調波が少ない」という部分に着目しましたが、VXOにしたから・・・という顕著な差は存在せず、第二高調波（150MHz付近）も-30dBは確保・・・何となく上手く発振しているように見受けました。
さぁ、問題の安定度です。スーパーVXOの実験の際も多少問題視しましたが、如何なモンでしょうか・・・というわけで、回路定数を変えながら、目視で周波数を読むというオーソドックスな方法で調査してみました。
確認ポイントとしては、実際に発振させたい76.695MHz・・・普通に5次オーバートーンで出てくる周波数より約80KHｚ程度低めの周波数が安定して発振できるかと、T37-6×14回巻き vs 7K空芯ボビン（シールドケース有り）でどの程度安定度が違うかという確認です。
例によって測定データをExcelで集計してグラフにしました。
これは、別窓で見ないと細かすぎてさっぱり判りませんが、個々の折れ線は、元の発振周波数とその変位を表しています。各ポイントが「×」になっているものが今回の必要発振周波数（76.695MHz付近）を何とかして引っ張り出そうとしたものですが、軒並み安定度が悪く、多分使い物にならないでしょう
一方、ポイントしていないただの折れ線グラフは、実験中の様々な思惑で測ったものです。特に変動が少ない2本の線は、65MHz,67MHzといったトンでもない周波数を発振しているところ・・・なんですが、あまり変動もなく、イイ線いってますよね
この理由を色々と考えたのですが、どうやら「タンク回路の結合度・インダクタンス値」の何れかに原因がありそうです。
銘板周波数の5倍から少ししか離れていない「×」の群は、発振周波数が高いため、タンク回路のコアをある程度抜いた状態にしています。一方、65MHz,67MHzの発振では、必要に迫られて「コアが深い」・・・即ち、インダクタンスが大きい方向で発振しているわけです。このように、安定度のパラメータにタンク回路が大いに絡んでくるということは、発振周波数の決定を含めて、この回路のキー・パラメータであるということが判りました。即ち、追試が要るということですね
参考に、このグラフの右にある注釈について説明しておきます。
★ 周波数 スーパーVXO用コンデンサ容量＋トリマコンデンサ容量,（CASE）
周波数：
電源投入1分後に読み取れた周波数。以降、10秒刻みで
周波数を読んでいる。
スーパーVXO用コンデンサ：
スーパーVXOの肝であるコンデンサの容量
トリマコンデンサ容量：
読み取れなかった場合は「TUNE」としている
CASE：
タッパーに入れた状態で測定、但しケーブル類の部分は
閉まっていないため、完璧な温度管理とは言えないが、
風などは当たりにくい環境
スーパーVXO用コンデンサ容量が「4.8pF」のものは、コイルに「T37-6×14回巻き」を使い、それ以外は7Kボビン（コアなし、シールドケースのみ）×10回巻きです。この対決は、76.6971MHzと76.7901MHz がそれに当たりますが、7Kボビンが若干優勢か・・・という程度。LCメータのように低い周波数でないことから温度係数的な部分では優劣が付き難く、トロイダルコアをポッティングしたらどうなるかなぁ・・・という部分にも興味が湧いてきました
唯一、スーパーVXO用の容量（前回記事図面の「C」）について、この部分にトリマを入れて実験したのですが、別に特段の「何か」はありませんでした。
最後の勇姿を・・・。
先に書いたように、タンク回路を中心とした再考も含めて回路全体で見極める必要がありそうです。タンク回路が支配項になるとすると、後続の回路の影響を考える必要がありますし、バッファを置くなら発振そのものはもう少し「大人しく」させ、トランジスタの発熱を最小限に抑えること（この発熱が安定度への影響大だと見ています）も考えられそうです。或いは、タンク回路を7Kボビンではなくトロイダルコアにするとどうなるか・・・などなど結構試したいこと満載ですが、実験１はとりあえず「なんちゃってVXOなら、5次オーバートーンでもいけそうだぞ」という結論にしておきます。
ピュアリティについては、60MHzが限界のオシロしかないんで波形を観測するわけにもいかず、結局スペアナアダプタの「高調波が少ない」という部分に着目しましたが、VXOにしたから・・・という顕著な差は存在せず、第二高調波（150MHz付近）も-30dBは確保・・・何となく上手く発振しているように見受けました。
さぁ、問題の安定度です。スーパーVXOの実験の際も多少問題視しましたが、如何なモンでしょうか・・・というわけで、回路定数を変えながら、目視で周波数を読むというオーソドックスな方法で調査してみました。
確認ポイントとしては、実際に発振させたい76.695MHz・・・普通に5次オーバートーンで出てくる周波数より約80KHｚ程度低めの周波数が安定して発振できるかと、T37-6×14回巻き vs 7K空芯ボビン（シールドケース有り）でどの程度安定度が違うかという確認です。
例によって測定データをExcelで集計してグラフにしました。
これは、別窓で見ないと細かすぎてさっぱり判りませんが、個々の折れ線は、元の発振周波数とその変位を表しています。各ポイントが「×」になっているものが今回の必要発振周波数（76.695MHz付近）を何とかして引っ張り出そうとしたものですが、軒並み安定度が悪く、多分使い物にならないでしょう
一方、ポイントしていないただの折れ線グラフは、実験中の様々な思惑で測ったものです。特に変動が少ない2本の線は、65MHz,67MHzといったトンでもない周波数を発振しているところ・・・なんですが、あまり変動もなく、イイ線いってますよね
この理由を色々と考えたのですが、どうやら「タンク回路の結合度・インダクタンス値」の何れかに原因がありそうです。 銘板周波数の5倍から少ししか離れていない「×」の群は、発振周波数が高いため、タンク回路のコアをある程度抜いた状態にしています。一方、65MHz,67MHzの発振では、必要に迫られて「コアが深い」・・・即ち、インダクタンスが大きい方向で発振しているわけです。このように、安定度のパラメータにタンク回路が大いに絡んでくるということは、発振周波数の決定を含めて、この回路のキー・パラメータであるということが判りました。即ち、追試が要るということですね
参考に、このグラフの右にある注釈について説明しておきます。
★ 周波数 スーパーVXO用コンデンサ容量＋トリマコンデンサ容量,（CASE）
周波数：
電源投入1分後に読み取れた周波数。以降、10秒刻みで
周波数を読んでいる。
スーパーVXO用コンデンサ：
スーパーVXOの肝であるコンデンサの容量
トリマコンデンサ容量：
読み取れなかった場合は「TUNE」としている
CASE：
タッパーに入れた状態で測定、但しケーブル類の部分は
閉まっていないため、完璧な温度管理とは言えないが、
風などは当たりにくい環境
スーパーVXO用コンデンサ容量が「4.8pF」のものは、コイルに「T37-6×14回巻き」を使い、それ以外は7Kボビン（コアなし、シールドケースのみ）×10回巻きです。この対決は、76.6971MHzと76.7901MHz がそれに当たりますが、7Kボビンが若干優勢か・・・という程度。LCメータのように低い周波数でないことから温度係数的な部分では優劣が付き難く、トロイダルコアをポッティングしたらどうなるかなぁ・・・という部分にも興味が湧いてきました
唯一、スーパーVXO用の容量（前回記事図面の「C」）について、この部分にトリマを入れて実験したのですが、別に特段の「何か」はありませんでした。
最後の勇姿を・・・。
先に書いたように、タンク回路を中心とした再考も含めて回路全体で見極める必要がありそうです。タンク回路が支配項になるとすると、後続の回路の影響を考える必要がありますし、バッファを置くなら発振そのものはもう少し「大人しく」させ、トランジスタの発熱を最小限に抑えること（この発熱が安定度への影響大だと見ています）も考えられそうです。或いは、タンク回路を7Kボビンではなくトロイダルコアにするとどうなるか・・・などなど結構試したいこと満載ですが、実験１はとりあえず「なんちゃってVXOなら、5次オーバートーンでもいけそうだぞ」という結論にしておきます。
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