テキスト ボックス:               簡単治具製作シリーズ
                「低周波発振器の製作」
                             第2回目  設計、製作編

                       2010年2月  KY
前回ゼンカイ動作ドウサ原理ゲンリ説明セツメイしました。
今回コンカイは、実際ジッサイ設計セッケイ製作セイサクについて解説カイセツします。
設計セッケイ
(1)概要ガイヨウ
11に回路カイロシメします。
IC2-Aは「出力シュツリョクヨウバッファーアンプ」、IC2-Bは「周波数シュウハスウカウンターヨウバッファーアンプ」です。
電源デンゲン外部ガイブACアダプターからDC12Vを供給キョウキュウまたは、内蔵ナイゾウ乾電池カンデンチ選択センタクします。内部ナイブで±6Vに変換ヘンカンし、
オペアンプはこれによりリョウ電源デンゲン動作ドウサしています。
(2)振幅シンプク検出ケンシュツ回路カイロ
振幅シンプク検出ケンシュツ回路カイロ回路カイロ各部カクブ波形ハケイ12にシメします。
この回路カイロは「リョウナミ整流セイリュウ回路カイロ」で、入力ニュウリョク信号シンゴウのプラス、マイナスの波形ハケイをマイナスのDC電圧デンアツ変換ヘンカン
するものです。出力シュツリョクされるDC電圧デンアツ入力ニュウリョクされるAC(交流コウリュウ)の振幅シンプクレベルにオウじたものになります。
(3)増幅ゾウフク
増幅ゾウフクAvは発振ハッシン持続ジゾクトキに Av = 3 にする
必要ヒツヨウがあります。
15のようにFETの抵抗テイコウを0.8KΩとし、R2 = 3.3K
とすればこの部分ブブン合計ゴウケイは3KΩです。
したがって、R1とVR1の合計ゴウケイが6KΩに
なれば Av = 3 になります。
ここでは、VR1に5KΩをモチいて、利得リトク調整チョウセイ
できるようにしています。
(4)発振ハッシン定数テイスウ
発振ハッシン周波数シュウハスウは@シキ決定ケッテイされ、CとRのわせは色々イロイロカンガえられます。
ただし、CRのインピーダンスはオペアンプの負荷フカにもなりますので、、以下イカ目安メヤスカンガえます。
抵抗テイコウ スウKΩ〜スウ100KΩの範囲ハンイ
・コンデンサ スウ100pF以上イジョウ
コンデンサは100pF以下イカでは基板キバンのストレー容量ヨウリョウ発振ハッシン周波数シュウハスウ誤差ゴサるかもしれません。
また、コンデンサは温度オンド変化ヘンカ特性トクセイいものを使用シヨウする必要ヒツヨウがありますので、なるべく、「フィルムケイ
のコンデンサが使用シヨウできる定数テイスウエラびます。
今回コンカイ周波数シュウハスウ可変カヘンにしたいので、抵抗テイコウに「2レンボリューム」と固定コテイ抵抗テイコウ使用シヨウすると16の
周波数シュウハスウ可変カヘン範囲ハンイになります。
製作セイサク
最初サイショ構想コウソウ
17に最初サイショ構想コウソウシメします。写真シャシン1の機種キシュをモデルにして、周波数シュウハスウ目盛メモリれるつもりだったのですが、
実験ジッケン基板キバン製作セイサクに、おおまかなダイヤル位置イチ周波数シュウハスウ測定ソクテイしてみました。
結果ケッカ17のようにダイヤルの最初サイショ周波数シュウハスウ変化ヘンカユルく、最後サイゴ周波数シュウハスウ変化ヘンカハゲしくなり、目盛メモリ
「つまり」ます。
これでは目盛メモリれても実用ジツヨウテキではありません。
この原因ゲンイン前述ゼンジュツ発振ハッシン周波数シュウハスウ計算ケイサンシキ分数ブンスウ)をればかることなのですが、「どうにかなる」とオモい、
エクセルトウ計算ケイサンしなかった結果ケッカです。(スコし、あまくていました)
18にこの場合バアイの「周波数シュウハスウ変化ヘンカ特性トクセイ」をシメします。
周波数シュウハスウ変化ヘンカ設定セッテイヨウのボリュームは「Bカーブ」です。
Bカーブは抵抗テイコウ直線チョクセン変化ヘンカしますので、
18の特性トクセイになるのはあたりまえです。
「Cカーブの2レン」のもありますが、部品ブヒン調達チョウタツ
テンから現実的ゲンジツテキではありません。
しかたないので、周波数シュウハスウのアナログ表示ヒョウジ目盛メモリ
はあきらめて「デジタル表示ヒョウジ」にするしか方法ホウホウ
ありません。
仕切シキナオしかなとオモい、周波数シュウハスウ表示ヒョウジにはPICでも
使ツカおうかなと色々イロイロ検討ケントウしているうちに「スコ面倒メンドウくさく」
なってきました。
簡易カンイのつもり」がスコ本格的ホンカクテキになってきそうなので、ここで、オモいつきました。
周波数シュウハスウのデジタル表示ヒョウジは「デジタルテスタ」でオコナえば簡単カンタンです。
それほど精度セイドくなくてもいので、デジタルテスタの周波数シュウハスウカウンター機能キノウ使ツカうのが
ハヤいです。
写真シャシン2、3に完成カンセイした試作シサク外観ガイカン内部ナイブ様子ヨウスシメします。
製作セイサク
基板キバン写真シャシン3のように「片面カタメン72×47mm」のユニバーサル基板キバンです。
実験ジッケンのものをそのまま使ツカっていますので、かなりキタナいです。
配線ハイセン注意チュウイする部分ブブンいとオモいます。(これだけキタナツクっても、そこそこの性能セイノウました)
電源デンゲンはDC12Vとし、内蔵ナイゾウ乾電池カンデンチタン3×8ホン)と外部ガイブDC(ACアダプタートウ)をえる構成コウセイです。
DC12Vにこだわる必要ヒツヨウはありません。このままの回路カイロ定数テイスウでDC15Vでも動作ドウサします。
消費ショウヒ電流デンリュウが10スウmAとスクないので電池デンチ動作ドウサオモいついただけです。
なお、DC9Vでは動作ドウサ不安定フアンテイでした。
OUTPUT端子タンシおよび周波数シュウハスウカウンターヨウコネクタは「BNC絶縁ゼツエンコネクタ」を使ツカってください。
ケースはコノみのものでいです。このレイでは「電池デンチBOX」を収納シュウノウした場合バアイにサイズがぴったりだった
TAKACHIの「YM-150」をモチい、カバーのみ市販シハンの「アクリルラッカー」で塗装トソウしてみました。
発振ハッシン回路カイロのコンデンサCoは16のとおりですが、「0.34」トウ数値スウチ市販シハンヒンにはありません。
この場合バアイ
0.34μF → 0.33μF+若干ジャッカン容量ヨウリョウ
ツクります。0.33μFは市販シハン系列ケイレツです。これを「Cメータ」で容量ヨウリョウハカり0.33μF近辺キンペンのものを選別センベツし、
これにショウ容量ヨウリョウのコンデンサを並列ヘイレツ接続セツゾクして0.34μFにします。
写真シャシン4にCメータをモチいての測定ソクテイ風景フウケイシメします。
最終的サイシュウテキ追加ツイカ並列ヘイレツ)コンデンサによりCoのアタイ
Co±1%
にします。
当初トウショ計画ケイカクでは周波数シュウハスウ表示ヒョウジがアナログ(目盛メモリ)でしたので、共通キョウツウ目盛メモリにするために、なるべく、
レンジカン誤差ゴサスクなくする目的モクテキでこのような容量ヨウリョウ誤差ゴサにしています。
デジタル表示ヒョウジであればレンジカン誤差ゴサにする必要ヒツヨウはありません。ただし、Coは「ペア」に
なりますから、0.34にこだわらず、ペアカン誤差ゴサ極力キョクリョクスクなくします。
いずれにしても、写真シャシン4のような「Cメータ」は必要ヒツヨウですし、この機種キシュカギらず、「Cメータ」を所有ショユウ
することをおススめします。
Coは「フィルムケイ」のコンデンサです。340p(330p)はフィルムケイ手持テモ部品ブヒンかったので、
一般的イッパンテキなセラミックコンデンサにしています。
筆者ヒッシャは330pのものをCメータで選別センベツし、ノコりの10pFブン配線ハイセン容量ヨウリョウ(ストレー容量ヨウリョウ)を期待キタイして、
合計ゴウケイ340pFと想定ソウテイしました。
テキスト ボックス:            以下、次号へ続く