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2017年11月4日土曜日

【測定】Repair the TR5821 universal counter

測定器修理:TR-5821型ユニバーサル・カウンタ
 【TR5821
 年代物のユニバーサル・カウンタを修理する話しです。

 TR5821はAdvantest社製のユニバーサル・カウンタで1980年代の製品です。 既に30年以上経過していますから、だいぶ古い測定器と言えるでしょう。
 しかし、カウンタとしての機能や性能は今のものとほとんど変わりありません。 1980年代にはユニバーサル・カウンタは十分完成された測定器になっていたからです。

 ユニバーサル・カウンタは単純な周波数カウンタとは違います。周波数が測定できるのはもちろんですが、その他に入力信号の周期や2つの周波数の比を求めたり、パルス信号の時間差などの計測が可能です。 しかし、アマチュア無線の用途では殆どの場合「周波数の測定」のみが使われるようです。 様々な機能があっても使わないのではちょっと勿体ないかも知れませんね。(笑)

 TR5821は廉価版ではありますが、もともとプロ用ですからそれなりのお値段(¥128k)でした。しかし、長い年月を経ているので、中古品の価格は十分にこなれており、もし機能・性能に支障さえなければお買い得だと思います。 ここでは、15年ほど愛用したTR5821のメンテナンスの様子をレポートします。もう使っている人は少ないでしょうね。

 【プッシュ・スイッチが弱点
  底部にある4本の長ネジを外すと中身を見ることができます。 TR5821は専用IC化が進んでおり、しかもマイコン採用とあって意外なほどあっさりしています。

 筐体は隙間がない構造です。従って、年数は経過していても内部のプリント基板は奇麗な状態でしょう。使ってある半導体に問題がなければまだまだ十分使える筈です。 古くても実稼働時間はそれほど長くないでしょうから劣化の進んでいない機体も多いでしょう。

 しかし、プッシュ・スイッチだけは別です。 この時代のAdvantest社製の測定器に使ってあるプッシュ・スイッチは甚だ品質が悪く、途中で交換修理してないなら100%へたっている筈です。 押した感触がないばかりか、切換えもスムースにできないでしょう。

 私が持っているこれも、ご多分に漏れずプッシュ・スイッチは全滅でした。 交換用のスイッチ(対策済みの部品)が入手できたので取り替えることにしました。 Advantest製品のサービス関係会社から入手できるほか、他にも流通ルートがあるようです。

 表示・操作パネルは筐体下部と嵌め込み式になっており手前側に外すことができます。 写真は操作パネルの裏側にあるプリント基板です。 この基板にプッシュ・スイッチが付いています。 左側の2個を外したところで撮影しました。ちょっと面倒臭かったのですが、全部交換したら快調そのものです。もっと早く交換すれば良かったと思いました。

                    ☆

以下、せっかくの機会なので簡単にTR5821の特徴的なところを書いてみましょう。

A入力で1kHzを観測
 TR5821にはA入力とB入力があります。

 A入力はごく普通の周波数カウンタです。1kHzを入力し、1秒ゲートで測定すると写真のように「1.002kHz」のように表示されます。分解能は1Hzと言う訳です。

 なお、A入力の上限周波数はSpecでは120MHzとなっています。 標準信号発生器:SSGを使って試したところ、120MHzを超えると幾らか感度は悪くなる傾向が見えましたが180MHzまで測定できました。 測定精度も問題ないようです。 アマチュア局の場合、144MHz帯まで測定できれば活用範囲が広がるのでFBだと思います。 個々にバラツキはあると思いますが、故障さえなければ150MHz以上測定できるのではないでしょうか。

 【B入力で1kHzを観測
 TR5821の特徴はB入力ではないかと思います。

 写真は、上記と同じ1kHzをB入力に加え、同じ1秒ゲートの設定で周波数を測定している様子です。

 B入力は「レシプロカル・カウンタ」になっていて、入力信号の周期から逆算して周波数を計算する形式です。 従って、比較的低い周波数を短時間で高精度に読み取ることが可能になっています。 この例では、1mHz(ミリヘルツ:1/1000Hz)まで1秒ごとのサンプリングで読み取ることができます。 もしも上記と同じように、普通のカウンタでこれだけの桁数を読もうとすれば。1回毎の測定に1,000秒(17分近く)掛かることになります。

 このように、TR5821は比較的低い周波数の信号を高精度に測定するときに威力を発揮しますが、自作のプリスケーラを前置して測定する場合にも非常に効果的です。 なお、B入力の最高周波数は、Specでは50MHzですが実測では約88MHzまで可能でした。

 レシプロカル・カウンタの測定原理や固有の測定精度の問題に関しては、取扱説明書(ネットで入手可能)に書かれています。詳細はそちらを参照して下さい。


B入力で10Hzを観測
 「レシプロカル・カウンタ」の効果は上記の例で既に明らかですが、10Hzと言った低い周波数ではより顕著になります。

 もしA入力で測定すれば「10」としか表示されません。 左写真のように読もうとすれば「10万秒」が必要です。 それだけ掛かったら測定しているうちに被測定物の周波数がずいぶん変動してしまうかも知れませんね。(笑)

 TR5821の中古品を求めるなら、ぜひともB入力に着目したいと思います。 もしレシプロカル・カウンタの機能が使えないなら価値は半減以下ではないでしょうか? 目的次第かも知れませんが、ぜひとも押さえておきたいポイントの一つです。 TR5821の姉妹機には1.3GHzまでのプリスケーラが内蔵された機種(TR5823)やOCXO付き(TR5823H)もあって狙い目かも知れません。なお、TR5822はGP-IB付きです。但しいずれも機能的に同じですからTR5821で十分でしょう。精度や測定範囲は外付けで補えますから。 これらの上位シリーズにはTR5824/5825もありましたが、レシプロカル・カウンタの機能はなかったかも知れません。(要確認です)

 なお、内蔵の基準発振器が普通の水晶発振器の機種では良く校正しておけば誤差1ppm程度の精度になるようです。常温の環境で通電してから1時間後の精度です。 また、校正次第ですが基準発振器がOCXOならもう1〜2桁精度は良くなります。もちろんOCXOは常時通電されていなくてはダメですけれど。
 どれも外部基準入力端子(10MHz)が付いているので、写真のようにルビジウム原子周波数基準器なり、GPS周波数基準器から10MHzを与えれば測定精度の画期的な向上が図れます。 外部基準器としては、通電から30分程度で必要充分な精度に達するルビジウム原子周波数基準器がお薦めできると思います。

                   ☆ ☆

 アマチュア無線家にとって周波数の高精度な測定手段を持つことは夢の一つでした。 ラフな測定なら吸収型周波数計やディップメータが役立ちますが、精度1kHz以下ともなればヘテロダイン周波数計くらいしかありませんでした。 ヘテロダイン周波数計は扱いに技量を要するうえ、周波数カウンタのような手っ取り早い測定は無理でした。 1960〜70年代のお話しです。

 1970年代に入って、高速なTTL-ICやECL-ICが入手できるようになると周波数カウンタの自作が流行しました。 私もさっそく自作し、上限周波数は50MHzくらいではありましたが、無線機の自作にたいへん活躍してくれたことを思い出します。 初代のTTL+ニキシー管を使った5桁表示の周波数カウンタは既に引退していますが、C-MOS LSIと高輝度LEDで作った2代目はいつでも使える状態です。

 かつて高性能な周波数カウンタを作ることは自作テーマの一つだったのですが、既に興味も薄れました。 組み込み用マイコン式カウンタには未だにニーズもありますが、独立した測定器としてのカウンタは別です。 流石にメーカーの製品は良くできています。まあ、これは当たり前ですが、中古品ならリーズナブルに入手できるのですから自作する面白みは何だか失われてしまった感じですね。 良かったら、貴局の周波数カウンタの思い出など教えて下さい。 ではまた。de JA9TTT/1

(おわり)

参考:最近の中華製ユニバーサル・カウンタにはレシプロカル・カウンタの機能が搭載されているものがあります。使用経験はないので使い勝手の良し悪しは不明ですが、新品が欲しい場合は検討対象にするのも良さそうです。

22 件のコメント:

T.Takahashi JE6LVE/JP3AEL さんのコメント...

加藤さん、おはようございます。

大阪でも久しぶりに快晴の土曜日です。

その頃のアドバンテストのスイッチはダメですね^^;
TR4171のスイッチもほとんど交換しました。

テスターしか持っていない頃、周波数カウンターは憧れの測定器でした。

初めて入手したのは今は無きSOARの4桁の周波数カウンターでしたがあまり使い物になりませんでした。
その後は秋月の6桁、8桁、4・1/2桁周波数カウンターキットを作り、現在はHPの53131Aを使ってます。
このシリーズは販売数が多かったのかヤフオクでもかなり安価に入手出来るようです。
周波数カウンターはOCXOが入っていなくてもGPSやRbの信号を基準にすれば精度が1桁以上あがるのもFBですね。

TTT/hiro さんのコメント...

JE6LVE/JP3AEL 高橋さん、おはようございます。 今日も良いお天気になりました。

早速のコメント有り難うございます。
> その頃のアドバンテストのスイッチはダメですね^^;
正常なものは押した感触も悪くないのですが、へたってしまうのが欠点です。日本のM社製のスイッチだったようですが、一種の欠陥品ではないかと思っています。 改良版に交換すれば快適になりますが意外に面倒臭いんですよね。hi

> 周波数カウンターは憧れの測定器でした。
1970年ころのCQ誌に初めて周波数カウンタの自作記事が出たのですが、穴があくほど読みました。(笑) その後、何とか必要なTTL-ICを揃えて自作することに・・・。 ニキシー管ではなく、LED表示器で作りたかったのですが秋葉原で1カ所だけ売っていたお店でお値段を聞いたら、1個5,000円とのこと。 5桁のカウンタで、表示器だけで2万5千円とは・・・諦めました。やむなくニキシー管に。今ではニキシー管の方がお値打ちです。(爆)

> 秋月の6桁、8桁、4・1/2桁周波数カウンターキットを・・・
秋月の周波数カウンタはどれもベストセラーだったでしょう。 私もLCD表示のカウンタを作りました。 インターシルのLSIを使ったキットです。ケースに入れないまま、どこかにまだあったと思います。(笑)

> 現在はHPの53131Aを使ってます。
このシリーズはユニバーサルカウンタの集大成でしたね。 後継機種も登場していますが、いまだに充分な性能だと思います。

> OCXOが入っていなくてもGPSやRbの信号を基準に・・・
デジタルマルチメータの精度を上げるのは容易ではありませんが、周波数に関してはGPS基準やRb-OSCの登場でアマチュアでも非常に高精度な測定ができるようになったのが嬉しいです。 周波数精度に関する心配が殆ど無くなったのは画期的でしょうね。

JG6DFK さんのコメント...

 おはようございます。今日の日中くらいまでは暖かそうですが、今晩あたりから寒くなってくるようです。体調管理には注意しましょう。

 私の周波数カウンターデビューは秋月の6桁版です。1GHzプリスケーラも搭載しました。修学旅行で上京した際に買いましたが、それから世界が変わりましたね。当時は亜土電子の5桁版と人気を二分していたと思いますが、総合的に判断して前者を選択したように思います。

 その後はICM7216の8桁版や、ポータブルの液晶版を使ったりもしましたが、今はHP8640B内蔵の周波数カウンターくらいしか使いません。細かいことは気にしなくなって(笑)。

 蛇足ですが、Intersil社はRenesas社の傘下に入ったのですね。ご紹介の周波数カウンターに使用されているとおぼしきICM7218は現行品のようです。

 M社とは最近創業者の名前を捨てた大阪の会社でしょうか。だとすると、私もそこのスイッチには接点不良でよく泣かされました。

 以前、74HCシリーズだけで構成した周波数カウンターを設計しましたが、最近はそういうものに興味を示す人がいないので、先へ進める気がしないままです。周波数カウンターの仕組みを理解するのに絶好の教材だと思うのですが、そんなことはどうでもいいのでしょうね、結果さえ出れば。ネット検索と同じで(爆)。

 汎用10進カウンターのチップはすでに風前の灯火なので、こういうお遊びができるのは今のうちなんですけどね。

 もちろん、「そんなものは作り飽きた」というのでしたら話は別です(爆)。

 最近、訳あって簡単な周波数測定機能をPICマイコンで実現させましたが、内蔵のカウンター機能がずいぶん進化しているのに感心しました。4~5桁、FM放送バンドくらいまでのラジオカウンターならそれ単体で簡単に実現できそうです。そのようなニーズも想定しているのかもしれませんが。

 おっしゃるように、低周波数域ではレシプロカル方式が有利で、マイコンを使えば実現は比較的簡単でしょうね。

 高精度の周波数カウンターを実現するにはタイムベースがネックになりますね。ただ、その気になれば、最近はOCXOでも手軽に入手できそうです。昔、ジャンクで出ていたこともありました。探せばまだあるはず(笑)。

河内 さんのコメント...

加藤さん、お早う御座います。久し振りの投稿です。

私にとってカウンターは何と言ってもHPの5245Lでした。
当時半導体がゲルマからシリコンに変わろうとしていた時期でしたから
国産のカウンター開発は困難でした。
5245Lの回路と部品を随分と観察して研究したもんです。

又 波形観察はやはり岩通のサンプロで高速のPGとの組み合わせで
TDRなんか実機で応用しておりました。
サンプロもTDRも完全に死語ですが。

老人の戯言でした。

TTT/hiro さんのコメント...

JG6DFK/1 児玉さん、こんにちは。 こちら晴天ですが、北西の風が強くなってきました。 今夜は寒くなりそうです。

いつもコメント有り難うございます。
> 総合的に判断して前者を選択したように思います。
秋月カウンタは雑誌に何度も製作記事が登場したので作った人が多かったのでしょうね。 マイコン以前はアマチュアが作るデジタル物と言えば周波数カウンタでしたね。hi

> 今はHP8640B内蔵の周波数カウンター・・・
外部入力端子がありますから、周波数カウンタとしても十分使えますね。 児玉さんの製作環境はわかりませんが、わざわざFカウンタを引っ張り出さなくても測定できる便利さがあるんでしょう。(笑)

> Intersil社はRenesas社の傘下に入ったのですね
Intersilの名前は残さないそうで、ちょっと残念です。 同社はユニークなICが多かったのでファンでした。

> 創業者の名前を捨てた大阪の会社でしょうか。
たしか関東の会社だったと思います。 P社になったM社ではありません。 機械的なスイッチはトラブルの元になることが多いですね。

> 最近はそういうものに興味を示す人がいない・・・
基板付きの製作キット・・できれば全部品付きが良い・・・の形で提供してもらえれば作ってみたいと言う人はあると思いますよ。 でも、「安価」であることも要求されるでしょうから、マイコン式の方に歩がありそうです。 勉強用には個別ロジックICの方が良いのですが、そもそも周波数カウンタが欲しいだけならamazonでも完成品が激安で売ってますからそっちを買うでしょう。(笑)

> ずいぶん進化しているのに感心しました。
マイコン自身のクロックもアップしていますので、内蔵のロジック回路も当然高速化しているのでしょう。

> レシプロカル方式が有利で、マイコンを使えば実現は比較的簡単でしょうね。
演算機能がないと実現できないので、ランダムロジックでやるのは現実的ではないですね。 マイコン式なら簡単ですけれども。hi

> 最近はOCXOでも手軽に入手できそうです。
TCXOもOCXOもジャンクならオークションで入手容易ですからとっても良い時代です。 少しお値段は張りますが、Rbだって誰でも買えるんですからねえ。

TTT/hiro さんのコメント...

JO1LZX 河内さん、こんにちは。 お久しぶりです。 お元気そうで何よりです。

コメントどうも有り難うございます。
> 何と言ってもHPの5245Lでした。
あのラック幅サイズで、右側に機能拡張用のプラグインが付いていたカウンターでしたね。 ディスクリートで構成されていたんですからすごいと思います。同時に非常に高価だったのでしょう。 意匠を真似た国産品も登場したので、そちらの方は良く見掛けました。 偉大な製品だと思いますが、巨大なので今では持て余す存在でしょうね。(笑)

> 国産のカウンター開発は困難でした。
米国は一気にシリコン化が進みましたが、日本の半導体はラジオなどの民生用がメインでしたから暫くゲルマばかりでした。ゲルマTrでコンピュータを作ったくらいですから、カウンタの論理回路も不可能ではないと思いますが苦労が多いでしょうね。hi hi

> サンプロもTDRも完全に死語ですが。
言葉は死にましたが超高分野では今でも原理は活きていると思います。 デジオシなんか、仕組みはサンプリングそのものですし。(笑)

電子計測の分野もずいぶん変わったようですが、昔の原理が健在だと感じることも多いです。

JG6DFK さんのコメント...

 加藤さん、こんにちは。室内は暑いくらいになってきました。

 スイッチの件は了解です。違ったようですね。ここ最近は Made in Japan の信用を失わせる話ばかりで、日本の製造業にはもっとしっかりしてもらいたいものだと思います。実は、こちらでも問題になっている案件を抱えています。

 今のところ、RFでは公私とも6桁程度の周波数カウンターがあれば十分です。逆にAFの環境が手薄なので、マイコンと組み合わせてレシプロカルカウンターでもでっち上げましょうか。買った方が早い!?(笑)。仕事で使うなら自作品なんて信用してもらえませんし(爆)。

 マイコン以前のデジタル物で今も印象に残っているのは「デジタルSINPO計」です。BCLが人気だった頃のことで、7セグデコーダーまでをTTLの基本ゲートで構成していたのは衝撃的でした。今ならすべてマイコンで片付けてしまうのかもしれません。

 当時最前線で活躍していたアマチュアは高い技術力を持っていたのでしょうね。もしかしたら本職がロジック屋さんだったのかもしれません。その一方で、それほど大がかりなものを一般の電子工作雑誌に掲載しても受け入れられたということは、読者側のレベルも高かったのでしょう。

 蛇足ですが、先日の打ち合わせで「最近は専門バカが多くて困る」と先方が嘆いていました。何にでも手を出す私のような存在は貴重なのだとか。私より先輩の技術者たちは専門外の分野でも基礎的な知識を持ち合わせているのが普通だったような…

 単に結果を求めるだけなら合理一辺倒でかまわないと思うのですが、本当にそればかりでいいのかな、とも思います。いずれにせよ、今はアマチュアを相手に商売をしても割に合わないので、手は出さないことにします。慈善事業をやる余裕なんて微塵もありません。どこかの政府が言うほど景気は上向いていませんし。

 その前に、この界隈の強者は別として、今も電子工作をやっている人たちの多くがどこへ向かおうとしているのか、個人的にはよくわからなかったりします。少なくとも、ハンダ付けの練習にしかならないようならあまり意味はないと思いますが…

 製造拠点が軒並み海外へ移ったこの国でそんな特技を持っていてもあまり重宝がられませんし(爆)。

TTT/hiro さんのコメント...

JG6DFK/1 児玉さん、こんにちは。 こちら雲が広がって怪しい空模様になってきました。w

再度のコメント有り難うございます。
> Made in Japan の信用を失わせる話ばかりで・・・・
昨今はMade in Japanは品質が良いと言う幻想(神話?)が広がり過ぎているように思っているんですよ。 もちろん、素晴らしいものも沢山あると思いますが、かなり酷いものだって過去にたくさん有ったし、今でもずいぶん有ると思うんです。 いつまでも日本製は一番なんて思っていたら世界の笑い者でしょう。(笑)

> レシプロカルカウンターでもでっち上げましょうか。
児玉さんなら簡単だと思います。何周期分で計算するのかとカウントの基準周波数を幾つにするか・・と言ったあたりが考慮すべき項目だと思います。 そのあたりメーカー製はよく考えてあるように思いますね。

> 買った方が早い!?(笑)。
まあ、それを言ったらオシマイですが、数千円で買えそうなら考えてしまいます。hi

> 今ならすべてマイコンで片付けてしまうのかも・・・
プログラムは苦労しそうですが、ハードウエアは劇的に簡単化されますからね。(笑)

> 読者側のレベルも高かったのでしょう。
今よりも作ってみようと言う人は多かったんでしょう。手に入らないものなら自分で作るだけの価値がありましたからね。

> 専門外の分野でも基礎的な知識を持ち合わせている・・・
稀ですがアナデジ両方わかってソフトもこなす若いエンジニアもいますね。 要は何にでも興味を持っていて、やってみようと言う心意気にあるように思います。

> 本当にそればかりでいいのかな、とも思います。
中身に興味がわかないと結果だけで良いことになってしまいます。 でも、最近の製品はブラックボックス過ぎるのでやむを得ないかも。

> アマチュアを相手に商売をしても割に合わない・・・
最近はハンダ付けさえ怪しいHAMが多いのでキット商売はたいへんでしょうね。 日本製キットが姿を消す背景にはユーザーサポートが大変だと言うのもありそうです。

> ハンダ付けの練習にしかならない・・・
基板付きのキットは少なからずそう言う側面が有ると思います。 わかって作っている訳ではないのでトラブルがあると自分で解決できません。w

> あまり重宝がられませんし(爆)。
逆に一品物の製作分野では、何でもできる人って、とても頼りになると思われているのではないでしょうか?

jn3xby@岩永 さんのコメント...

TTT 加藤さん、おはようございます。
良い天気ですが、昨日の夕方から風が強いですね!
お加減いかがでしょうか?

懐かしいカウンタですね! その昔、職場にあったと記憶しています。
しかし、ご指摘の通り、本来の機能を使った記憶がありません。
単なる周波数カウンタとしてしか使っていなかったと思います。しかも、たまに(笑)

今回は、新しい新鮮な機能のご紹介がなくて良かったです。
しばらく高精度病に罹ってしまったので、HPの53131Aを入手してしまいましたからね(爆)
病気再発はなさそうです。
当局は、ラジオカウンタ用のICを使って作った周波数カウンタを暫く使っていました。
確か、M??821だったかな? KHzまでしか測れませんでしたが、困ることはありませんでした。そのあと、秋月のマイコン式を買って使っていたことがあります。
BASCOMを始めてからはAVRで自作していたのはご存知の通りです。
よくよく考えると100Hz以下を精度よく測れるカウンタを持ってなくて、病気に罹ってしまったわけですが、どんなカウンタも基準信号がしっかりしていないと意味がないですね!
秋月のカラーバースト信号を利用した基準信号キットを購入していたのですが、作らないうちにアナログ放送が終わってしまいました(笑)
お陰で、色々時間をかけて勉強することができました。
今は、GPS基準のルビジウムGPSDOとTCXOを使用したTTT式GPSDOが24時間稼働しています。2か月ほど前にズレの状況を比較してみましたが、0.1mHz台の違いでしたので当初の性能は維持できているようです。
最近は、中華製の安い計測器が多く販売されるようになってきましたが、多くは集積化されていますし、基本性能は十分だと思っています。当局のデジオシも不自由していませんし。カウンタの場合は、なんといっても基準信号ですね!

電圧計は、難しいですね! GPSに変わるようなものはあるのでしょうか?
求める精度によるのでしょうが、精度の良いリファレンスを電圧生成するICはあるようですが?!


TTT/hiro さんのコメント...

JN3XBY/1 岩永さん、おはようございます。 今朝も良いお天気ですね。 昼から出掛けるので良かったです。

いつもコメント有り難うございます。
> 本来の機能を使った記憶がありません。
電気関係の開発では周波数か、せいぜい周期の測定くらいしかニーズはないだろうと思っています。 あとはパルス幅の測定に使ったことがあるくらいですね。

> 新鮮な機能のご紹介がなくて良かったです。
無線関係では周波数の測定精度を上げるくらいが行き着く先だろうと思いますので、カウンタの場合それ以上はあまりなさそうですね。hi

> ラジオカウンタ用のICを使って作った周波数カウンタを・・・
このIC、私も持っていますが使わないうちに陳腐化してしまいました。M54821と言う珍しいIILロジックを使ったLSIでした。勿体ないのでコンパクトな周波数カウンタに・・とも思いますが、今となってはマイコン式の方が良いです。

> 基準信号がしっかりしていないと意味がないですね!
はい、そうですね。 いくらたくさんの桁を表示していても、何桁までが信用できるのか・・・と言う事ですからね。

> カラーバースト信号を利用した基準信号キットを・・・
私もこれを作ろうと思って小型のカラーTVを貰ってきたのですが、結局TVとして使っただけでした。後の評価によるとバースト信号が基準なので固有のジッターが存在したようですね。

> 0.1mHz台の違いでしたので当初の性能は維持できている・・・
10MHzに対して100マイクロHzオーダーの揺らぎでしたら、普通は充分すぎるでしょう。

> カウンタの場合は、なんといっても基準信号ですね!
HAMの場合、最高カウント周波数を気にする人は多いのですが、基準信号の方も気にしないと片手落ちです。

> 精度の良いリファレンスを電圧生成するICはあるようですが?!
特殊な物でなくて一般に入手可能なデバイスとしてはLM399あたりではないかと思います。簡単に言うとオーブン付きのツェナーダイオードです。電圧の安定度は優秀ですが、絶対値は個々にバラつくので高精度な基準電圧と比較して校正する必要があります。 LM399なら差し上げますが・・・。残念ながら拙宅には校正期限切れの6.5桁DMMしかないのでせいぜい4〜5桁程度の電圧精度しか出せません。(爆)

お陰様で体調の方はまずまずです。ご心配有り難うございます。 ぼちぼち出掛けたりしています。hi

JA9MCH_tanutanu さんのコメント...

加藤様
ご無沙汰しています。同じカウンター所有して使用しています。そんなに使う機会がありません。自作のPICカウンタの方が、小さくて取り回しが良いので、ほとんど出番がなく、死蔵している状態です。昔、ジャン測屋で1万円以下で購入したものだと思います。今の中華製のカウンタ兼ファンクションジェネレーターの高性能仕様から見ると、いま一つの性能かもしれませんが、信頼の武田理研、アドバンテストの製品で、キミドリのLED表示が所有欲を刺激した思い出があります。

TTT/hiro さんのコメント...

JA9MCH 和田さん、こんにちは。 少々ご無沙汰でした。 今日も良いお天気で暖かでしたねえ!

いつもコメント有り難うございます。
> 小さくて取り回しが良いので・・・・
コンパクトな方だとは思いますが、ベンチタイプの測定器は机の回りが広ければ別ですけど狭いとじゃま臭いですからね。(笑) ちょっとしたチェックならちっちゃな物の方が便利だと思います。

> ジャン測屋で1万円以下で購入した・・・
いまでも同じようなお値段で売られているようです。 古くさいですが流石に計測器メーカーの製品だけあって使い易くできていると思って使っています。

> キミドリのLED表示が・・・
最近のLCDはかなり見やすくなっていますが、やはりLEDとか蛍光表示管の方が読み易いと思うのは年寄りだからでしょうか?(爆)

プッシュ・スイッチがNGになっても交換すれば大丈夫ですからご愛用されて下さい。

JR!QJO/矢部 さんのコメント...

加藤さん、何時も楽しい話題ありがとうございます。

周波数カウンターは自作の定番で自分でも何台作ったか記憶に無いほどです。
秋月のカウンターキットjはほとんど総舐めしたのでは?と反省しています。

最初も作ったのは高校生の頃、TI社の『TTLアプリケーションマニュアル」を
読んでSN74192といプリセッタブル・アップ・ダウン・カウンターというIC
を知り、アナログダイヤルのFT-4001Sを直読にする野望に目覚めました。
デジタル回路なので簡単に設計できるので、初めて自分で設計した回路で夏休み
を使って完成しました。

IFオフセットはサムホイールスイッチで入力して、ATカット水晶なのにクリスタル
オーブンもおごる凝り様ですが、何故か火を入れて30分すると表示がデタラメに
なるトラブルに見舞われました。アナログをすっ飛ばした高校生の浅はかな知恵で
原因がわからず悩んでいましたが、数年後、電源設計のミスで電源の熱暴走を起こし、
電圧降下でTTLが狂うということが分かりました。
そんな訳で初周波数カウンターには青春の甘酢ばい思い出があります。

また、秋月のIC7218を使ったキットも作りました、NHK3チャンネルのカラバースト
信号がルビジューム同期であることを利用した秋月のPLLの周波数標準のキットを
内臓した「究極の周波数カウンタ」キットを組んだのですが、経年故障ですが、LSI
が狂い、現役引退しています。LSIが再移入種できれば復活したいと思います。

TTT/hiro さんのコメント...

JR1QJO 矢部さん、こんばんは。 北関東の今日は曇りのお天気でした。 今夜はわりあい暖かです。

いつもコメント有り難うございます。
> 何時も楽しい話題ありがとうございます。
いいえ、どう致しまして。 本当は自作の周波数カウンタでも採り上げたら良かったのですが・・・。 どうもスミマセンね。

> 秋月のカウンターキットjはほとんど総舐めした・・・
それはすごいです。 周波数カウンタのキットはベストセラーだったらしくずいぶん長い期間売られていましたね。 私は秋月キットではLCD表示のポータブルカウンタを作ったことがあります。 たぶん、それだけでした。

> FT-4001Sを直読にする野望に目覚めました。
ソレをTTLを並べて作ろうとする根性が素晴らしいと思います。私はアナログ的な手段で・・要するに周波数変換する方法でデジタル表示の実験を行なったことがあります。(笑)

> 電源設計のミスで電源の熱暴走を起こし・・・
TTLは電気を喰うので少し規模が大きな回路になると+5Vが大掛かりになりましたね。 当時のLEDは発光効率も悪かったので輝度を上げるには電流をたくさん流さなくてはならず・・・。hi hi

> 青春の甘酢ばい思い出があります。
楽しい自作の思い出になっているようですね。 本格的なタイマー付きのデジタル時計をTTLを並べて作った友人がいてビックリしたものです。 TTLがすごい数並んでいた記憶がありますよ。 他にはマイコンをTTLで・・・とか、昔もかなりすごい人が居ましたっけ。(笑)

> LSIが再移入種できれば復活したいと思います。
ICM7218は表示ドライバのようですが、まだ何所かで入手できるだろうと思われます。 いつまでも無いかも知れませんから、今のうちに探しておく方が宜しいかも知れませんね。 旨く直ることを祈ります。 でも、カラーバーストが・・・もう既に。w

時計関係は長波JJYを利用するものが良さそうですね。 長波の標準電波は精度は良いのですが、以前検討した結果、周波数カウンタの基準にはあまり使い易くなかったと思います。

JR1QJO/矢部 さんのコメント...

加藤さん、いよいよ冬本番の雲行きですね。体調にご自愛ください。

周波数カウンターは自作するものと思い込んでいましたが、アナログ・スペアナをQSYして頂いた時に
オプションとして入手したメーカー製周波数カウンタは流石に入力回路が良くできており、
カウントミスが少なく、基準周波数安定度が良く、メーカーの一日の長を痛感しました。

>ソレをTTLを並べて作ろうとする根性が素晴らしいと思います。私はアナログ的な手段で・・要するに周波数変換する方法でデジタル表示の実験を行なったことがあります。(笑)

むしろアナログ的に周波数変換してVFO直読する方が難しいのではないかと思います。
当時はまだ十代ですから、お金は無くてもやる気だけははありましたので、覚えたてのデジタル
技術でチャレンジしたのでした。
その後、PLLにもSN74192は良く使われましたね。ただ、直ぐに東芝やモトローラから専用LSIに
取って代わりましたね。

>TTLは電気を喰うので少し規模が大きな回路になると+5Vが大掛かりになりましたね。 当時のLEDは発光効率も悪かったので輝度を上げるには電流をたくさん流さなくてはならず・・・。hi hi

実は当時の赤色LEDしかなく、赤が目に優しく無いという理由で双葉電子の蛍光表示管を使いました。
SN7447ではなくSN7448というTTL出力のBCDto7segデコーダーを使い、TRによるドライバーを組み
ました。基板は各桁用に6枚作り、スペーサーで短冊状に組みました。完成まで一ヶ月掛かりました。

>楽しい自作の思い出になっているようですね。 本格的なタイマー付きのデジタル時計をTTLを並べて作った友人がいてビックリしたものです。 TTLがすごい数並んでいた記憶がありますよ。 他にはマイコンをTTLで・・・とか、昔もかなりすごい人が居ましたっけ。(笑)

実は高校のクラブの後輩がTTLによるデジタル時計を文化祭展示用に作り、それが切っ掛けにカウンタの
自作に思い立ちました。TTLは当時最先端の技術でしたので夢中になる要素はありました。

>ICM7218は表示ドライバのようですが、まだ何所かで入手できるだろうと思われます。 いつまでも無いかも知れませんから、今のうちに探しておく方が宜しいかも知れませんね。 旨く直ることを祈ります。 でも、カラーバーストが・・・もう既に。w

すみません、うる覚えの型番で実際にはICM7216でした。これ、加藤さんのお持ちの「タケダ理研」の
TR5821カウンター並にA,B入力に対応する多機能LSIで2周波数の比較ができるものでした。
今ではマイコンで簡単に作れると思いますが、当時はワンチップLSIで実現するのは異次元の機能でした。

>時計関係は長波JJYを利用するものが良さそうですね。 長波の標準電波は精度は良いのですが、以前検討した結果、周波数カウンタの基準にはあまり使い易くなかったと思います。

70年代当時は短波のJJYのゼロビートがせいぜいなのでカラーバースト信号同期はすごいと思いました。
でも今や、原子時計を素人が安価に入手できる時代なので隔世の感がありますね。
浦島太郎的に言うと「mHzってMHzの誤植ですか?」なんてね。

TTT/hiro さんのコメント...

JR1QJO 矢部さん、こんばんは。 強風の一日でしたね。夕方になってやっとおさまりました。 明朝はだいぶ冷え込むそうです。暖かくしてお休み下さい。

再度のコメント有り難うございます。
> 流石に入力回路が良くできており・・・
そうですねえ。 このカウンタでも単なる広帯域アンプではなく、ミスなくカウントできるように工夫されているようで、かなり使い易いと思います。ほとんどの場合AUTOモードで間に合います。

> 双葉電子の蛍光表示管を使いました。
一桁タイプの蛍光表示管を使っんですね。hi  フィラメントが厄介なんですが赤色のLEDよりも刺激的でなくて見やすいです。 あの何とも言えないグリーンが好きです。私は「マジックアイ」の世代ではないんですけれどね。(爆)

> 各桁用に6枚作り、スペーサーで短冊状に・・・
桁ごとに作って重ねて行く形式で作ったんですね。メーカー製にも同じ構造の製品がありました。アンリツのカウンタを使っていたことがありますが、そのような構造でしたね。  その後は合理化のために徐々に一枚基板の上に纏めて搭載する形式が増えたと思います。

> ICM7216でした。
そのICは入手し難いようですね。見付けたら買っておくと良いでしょう。 基準発振はRb-OSCでも OCXOでも良いので、カラーバーストから置き換えれば良いでしょうね。

> 原子時計を素人が安価に入手できる時代・・・
これは携帯電話網のお陰ですけれど、まさか原子時計が自宅に持てるとは夢にも思いませんでしたね。(爆)

> 「mHzってMHzの誤植ですか?」なんてね。
現実にもそう思う人もまだまだ多いので、このBlogでは必要に応じて「ミリ・ヘルツ」とか「マイクロ・ヘルツ」ってカタカナ書きにして補っています。 普通はまったくご縁のない周波数単位ですものね。(笑)

JS1XFN/KAZ さんのコメント...

加藤さん
おはようございます。
ご無沙汰しております。
周波数カウンタは、もっぱらキットや自作でした。秋月の4.1/2桁と8桁のものです。
4.1/2桁は完成させて、8桁はまだ未完成状態です。久しぶりに4.1/2桁を引っ張りだして電源を入れたら動作しました。
受信機の周波数表示用にプリセットカウンタICの沖製(型番忘れました)や東芝製のTC5070を購入しました。沖製のICは9R59Dや自作5球スーパの周波数表示に活用しています。今でしたら、Aitendoのキットでしょうか?
秋月の8桁のRefCLK用にTrimble製ThunderBoltも手に入れたのに、大元の周波数カウンタができていなくて、ちょっと情けないです。楽しい話題ありがとうございます。

TTT/hiro さんのコメント...

JS1XFN 青木さん、おはようございます。 北関東は晴天続きです。朝が寒くなってきました。

いつもコメント有り難うございます。
> もっぱらキットや自作でした。
以前は手頃な価格のメーカー製は少なかったですから、周波数カウンタは自作測定器の定番になっていましたね。 基準発振がJJYで校正できるので自作品でも十分な精度が得られるのが良かったのでしょう。

> 8桁はまだ未完成状態です。
私もLCD表示器の4・1/2桁カウンタを持っていますが、ちょっと使いにくい感じがします。 8桁の方がずっと使い易いと思いますので、ぜひ完成されて下さい。 高性能な基準器もお持ちのようですのでご活用を!

> 今でしたら、Aitendoのキットでしょうか?
何でも安価に売られているのは有難いと思いますが、自作の楽しみが奪われているような気もしています。(笑)

周波数カウンタはそれほど頻繁に使うものではないのですが、自作HAMにとっては無ければ不便な測定器でしょうね。 シャックに一台備えておきたい道具だと思います。 自作も難しくないので製作を楽しむのも宜しいかと・・・。入力アンプ部分がキモですね。

JG6DFK さんのコメント...

 おはようございます。

 元記事の前後には加藤さんの体調が思わしくなかったご様子で、全然気がつかずに大変失礼しました。その後何事もなさそうで何よりです。

 しばらく見ない間にずいぶん尻尾が伸びましたね。矢部さんは凄いネタを引っ提げてご登場のようで(笑)。

 私が汎用ロジックだけで設計した周波数カウンターには74HC160を使いました。かろうじて面実装版だけ現行ですが、ディスコンは時間の問題でしょう。

 たかが周波数カウンター、だと思われるかもしれませんが、シュミット入力で受けないといけないとか、ノウハウが意外にあるのですよね。秋月電子の6桁周波数カウンターなどは理工系の学生が設計したのでしょうが、その辺はよく考えられていて、よく勉強していたんだなぁ、と今さらながら感心させられます。私より少し上の世代になりますが。

 私が設計した泥臭い周波数カウンターはニキシー管で表示させるのがゴールでした。ただし、まだ実現はしていません。加藤さんからは「ニキシー管は寿命が短いからLEDにしなさい」と忠告されました(笑)。藤商電子がまだ渋谷にあり、そこへご案内した頃のことだと記憶しています。

 昔、ニキシー管(LD955A)がひと山いくらで投げ売りされていて、それを購入したという知人から頂戴した「おこぼれ」を活用しようという趣旨でした。今はロシアあたりから入手できれば御の字ではないでしょうか。

 蛍光表示管(LD8035E)なら、日本橋の共立電子(デジット)でまだ入手できそうですよ。これでも十分ノスタルジックな雰囲気は出せると思います。それに、駆動電圧がニキシー管よりずっと低くて済むので安全です(笑)。ただ、ヒーター電源をどうするかは考え物です。昔はDC-DCコンバータの専用巻線から取っていましたので。

 ニキシー管ドライバーの定番だった74141はとうの昔にディスコンですが、代わりにHC4028あたりを使えばなんとかなるでしょう。HC4017だったらこれだけで10進表示ができます。頑張ってくださいね。って、誰が!?(爆)

 私にとってTTLは鬼門でした。まともに動かせたことの方が少なかったような。その後C-MOSが主流になり、救われたような気がしました。

TTT/hiro さんのコメント...

JG6DFK/1 児玉さん、おはようございます。 今朝は寒いですが青空が広がっています。

再々のコメントどうもありがとうございます。
> 体調が思わしくなかったご様子で・・・
ご心配有り難うございます。

> 周波数カウンターには74HC160を使いました。
確か、160は同期式10進カウンタでしたね。 TTLの時代に使った記憶ああります。 周波数カウンタくらいならリプルカウンタで十分だったので7490が定番でした。HCでしたら、HC390でしょうか。

> シュミット入力で受けないといけないとか・・・
最高カウント周波数を延ばすには初段カウンタのfmaxが高いことも重要ですけれど、入力アンプと波形整形回路がイモだと性能が出ません。半分アナログな回路ですから意外に難しい部分ですね。(笑)

> ニキシー管で表示させるのがゴールでした。
何となくあの数字の動き方に魅力を感じる人もあるんでしょうね。 私には古くさいデジタル機器にしか感じられないのですけれども・・・(爆)

> 今はロシアあたりから入手できれば・・・
ロシアにはずいぶん残っていたようですけれど、もうそろそろ枯渇してきたんじゃないでしょうか?

> 蛍光表示管(LD8035E)なら・・・
DG-10と言う伊勢電子の球(ただし新古品)が沢山あるので必要なら提供しますよ。 使おうかと思ったのですがフィラメント電源や高い電圧が面倒臭いので・・・ずっとそのままです。

> 昔はDC-DCコンバータの専用巻線から取っていましたので。
昔は蛍光管表示の電卓用DC-DCコンバータがあったのですが、もう手に入らないので同じような物を自分で作らないとダメですね。

> 74141はとうの昔にディスコンですが・・・
ソ連製のコンパチ品が出回っているようですね。 沢山はありませんが自作カウンタの保守用に買い置きした7441/74141があるので必要な時はご相談下さい。 何ぶん古いので、使えるのか多少の心配はありますけれど。

> 私にとってTTLは鬼門でした。
TTLしか無い時代にデジタル回路をいじっていたので選択肢がありませんでした。 IC数個毎に電源のバイパスコンデンサを入れるのがポイントだったと思います。 TTLは高速動作なので電源にスパイクが乗るので誤動作し易かったです。 確か、富士通の機器に使ってあった専用のバイパスコンデンサが抜群に効いたような記憶があります。セラコンとタンタルの複合部品だったような・・。

このBlog、公開から2週間過ぎたのでコメントが自動公開されませんがあしからず。私には通知が来ますので手動で公開します。(笑)

Kenji Rikitake さんのコメント...

周波数カウンタは、結局今まで持たずじまいです。短波の受信機で校正すればなんとかなるような使い方しかしていないからかもしれません。あと低周波については、最近は波形そのものを見てしまうのと、iPad等でFFTもできるので、それでだいたいのことは十分というのもあります。周期から周波数を逆算するのを専用の測定器でできるのは重宝するかと思います。

Kenji Rikitake, JJ1BDX(/3)

TTT/hiro さんのコメント...

JJ1BDX/3 力武さん、こんばんは。

いつもコメント有り難うございます。
> 結局今まで持たずじまいです。
既製品の無線機を使っている限り必要のない設備でしょうね。十分な周波数精度と安定度を持っていますので運用する上では周波数カウンタはまず必要ありません。 ただ、最近はデジタルモードを運用すると周波数精度がもろにわかってしまうので時々リグの周波数は校正する必要があると思っています。

> それでだいたいのことは十分というのもあります。
低周波で小数点以下の周波数まで読み取る必要があるケースはほとんどないですね。 何かの周波数基準器や精密なチューニングにでも使うなら別ですが周波数カウンタで低周波を測定するシーンはほとんど思い浮かびません。 発振器側の精度が良くなったので測らなくても良いというのもあります。(笑)

> 周期から周波数を逆算する・・・
ハードウエアで実現すると割り算の部分が厄介ですが、マイコンを使った測定器なら簡単に実現できます。 Arduinoとかのワンチップマイコンでも十分行けますね。