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2009年11月28日 (土曜日)

FE-5680A 周波数拡大

Fe5680a_mod1DDS内蔵ルビジウム発振器のFE-5680AはRS232Cで周波数を変更できて、色々と利用できそうなんですが5Mhz辺りから下になると出力がだんだん落ちてしまいます。

IC-7800のSメーター読みでオリジナルの状態では
12.288Mhz  +55dB
192Khz S4.5
48Khz S2
です。

192や48Khzの出力レベルが上がると、オーディオ用クロックとしてそのまま使えそうですが、このままでは出力レベルが低すぎます。

色々と調べてみると出力部のローパスフィルターのコンデンサー容量を増加させることで、低い周波数の出力をアップすることが出来るとのこと。
写真中央部の○印を付けたチップコンデンサー(C427)にパラにコンデンサーを入れて容量を増やしてあげれば低い周波数での減衰が減ります。

追加容量は20~50μF程度とのことですが、場所が場所ですので入れられるコンデンサーには大きさでかなり制約があります。

Fe5680a_mod2手持ちの中で外形が小さくて容量の大きなコンデンサーは22μFでしたので、22μFの並列で44μFにしました。
コンデンサーは並列接続してからリード線を取り付けておきます。
あ、写真は接続間違えていません。配線はオレンジがアース側、青がプラス側になっています。
配線を取り付けるときに、配線の色を逆にしちゃいました。

取り付け先のチップコンデンサーの両端にハンダを少量盛って、盛ったハンダにリード線を取り付けました。

改造後は全体的に出力レベルがあがりましたが、低い周波数での改善が顕著です。
改造前と同じ方法で計測してみると・・・・

12.288Mhz  +63dB(8dB up) 
192Khz +71dB(約65dB up)
48Khz +64dB(約70dB up)

とパワフルになりました。
Fe5680a_no1mod_48khz_5kwide際にはアッテネーター分を加算しています。IC-7800のSメーターで+71dBまで振ったわけではありません。

スペクトラムは高い周波数よりも少し裾が広がっているように見えますが、測定しているIC-7800の問題かもしれません。

ここで問題が・・・・
48Khzの出力を変換回路に入れて矩形波にしようと思ったのですが、出力がでてきません。
カップリングコンデンサーの容量を10μF程度に増やしたりしたのですけど・・・・
うーむ。



変換用の74LS04の電源にパスコン入れ忘れてる。
0.01μFと47μFをパラで入れたところ、無事48KHzでも正弦波→矩形波変換できました。

■追記■
よくよく考えてみるとLPFの性能で低い周波数が減衰する・・・ってのは理屈にあいませんね。
カットオフよりも上の周波数が減衰するハズ。
容量を増やしたコンデンサーの位置はLPFの入り口と思われます。

すると、今回改造したコンデンサーは単純にカップリングコンデンサーと考えた方が良いと思います。カップリングコンデンサーならば、容量が不足して低い周波数では減衰することが考えられます。

いづれにしてもC427を増量することで30khz~5Mhz辺りまで出力が増えて、特にバッファアンプなどを用意しなくても「使える」発振器になります。
別の記事にしていますが、500khz以下であればLPF通さなくても綺麗なサインウェーブ出力として使えるようです。

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