【回路】7MHz PLL Oscillator (3)

【7MHz帯のPLL発振器・その３】　VCOの研究編
【MC1648Pを使う】
　7MHz PLL発振器を題材したPLL活用の第３回です。前回（←リンク）はPLL回路の各要素を概観しました。　今回はたいへん重要なVCOを集中的に扱います。　ループフィルタの設計が適切なら、あとはVCOの「良さ」が出力スペクトラムの「きれいさ」のほとんどを決めていると思っています。

　写真のMC1648Pは非常に古いICです。　1970年代のはじめには登場していました。　しかしPLL回路のVCO用として優れていたため、以後多くの推奨回路に使用例がみられます。　デバイス技術の進歩で改良版も登場していますが中身の回路に大きな変更はないようです。　それだけ優れた設計だったということでしょう。　ここではMC1648Pをあらためて見直し、代替となる回路を探りたいと思います。

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【PLL回路のVCOに求められるものは】
　PLL回路のVCO（電圧制御発振器）としては、電圧または電流と言った電気的な手段で周波数が変えられるような発振器なら何でも良いはずです。　ですからごく常識的なコルピッツ型やハートレー型の発振器でも良いでしょう。　実際、過去に作ってきたPLLではそうした発振回路を採用してきました。　中でもよく使われる回路としてコルピッツ型の一種「変形クラップ型」があって今回もテストしています。　しかし、PLL用にはそうしたポピュラーな発振回路よりもMC1648Pの方がずっと使い易いのです。　流石に長く使われているだけの意味はあるようです。

　きれいな発振出力を得るためには共振回路を持ったVCOに限ります。　HF〜VHF帯ならLC発振器が、UHF帯以上ではストリップラインや誘電体共振器を使います。　場合によっては水晶発振子を使うこともあります。　いずれにしても周波数の可変には可変容量ダイオード（以下バリキャップと表記）を使います。　しかしバリキャップを発振振幅の大きな部分（例えばLC共振回路の部分）に接続するとダイオードとしての整流作用が働き、自己バイアスがかかるなど問題が発生します。　自己バイアスによって所定の周波数可変範囲が得られない、ループフィルタに電流が流れ込んでPLLの動作に干渉するなどの不都合が起こります。　これをうまくこなす方法もありますが、使いやすさの点ではLC共振回路（タンク回路）の発振振幅を約1Vppに抑えたMC1648Pに分があるように思いました。

　写真は新旧のMC1648Pで右が新しいものです。右は最近になって購入したものですが安価とは言えず確実な入手も難しいようでした。　MC1648Pのメリットは認めますが、そのものを継続して使うのはあまり得策とは思えません。できたら代替となる回路を検討すべきでしょう。　まずはMC1648Pの動作を見直した上で代替回路を考えたいと思います。

　以下、PLLで発振器を作ろうとすれば役立つかもしれませんが、VCOとして使うのではなくてバリコンで周波数可変するような一般的な自励発振器としてはほかの回路形式の方が優れています。　PLL回路にさして興味がなければこの先はお薦めしません。時間を無駄にしませんように！
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【MC1648PのVCO】
　既出ですがMC1648Pを使ったVCO回路です。　発振専用のICなので内部で発振回路が構成されています。　あとはコイル：Lとコンデンサ：Cを使った共振回路を外付けするだけで確実に発振してくれます。　あまりQの低いコイルはC/Nが悪化するので感心しませんがそれほど難しく考えなくても発振はしてくれます。　特別High-Qにする必要もないです。

　発振周波数の可変はLあるいはCのいずれを変えても可能ですが、電子式に可変したいならCを変えるのが現実的です。　可飽和特性を持ったフェライトコアを使ってコイルを作り、励磁巻線にバイアス電流を流してインダクタンスを可変すると言った方法がない訳ではありません。しかしメリットは少ないでしょう。　バリキャップでキャパシタンスを変える方法が現実的です。　　ここではバリキャップとしてFC-52M（富士通）を使いました。　逆バイアス電圧を0〜5V変化させると端子間容量は約140pF〜20pF変化します。

　バリキャップに加わる高周波電圧は1.2Vpp程度です。　逆バイアス電圧が0Vでは僅かに自己整流がありますが、0.5Vも加わればもう起こりません。　従ってバリキャップの容量変化特性から求まる周波数の可変範囲が実現できます。

【MC1648Pの内部回路を考える】
　MC1648Pの内部回路も含めて発振回路をもう一度見直しましょう。

　左図はMC1648Pの等価回路がわかるように書いた図面です。 内部はたったこれだけの回路でしかありません。　しかも左側の半分近くはバイアス回路が占めており、さらに右側に出力のバッファアンプがあります。　実際の発振回路は中央部分にあるわずか２石で構成されているのです。　発振回路の分類としては「エミッタ結合型発振回路」の一種です。

　温度特性を良くするとか、発振振幅を一定に保つと言った回路の工夫は見られますが、発振器の本質はたった２石の帰還型発振回路なのです。これなら簡単に代替回路が作れそうに思いませんか？（笑）

【MC1648PのVCO：出力波形】
　MC1648Pは正弦波で発振していますが、出力波形は矩形波と正弦波が選べます。　Pin4のAGC端子とGND間の抵抗器を省き、コンデンサでバイパスするだけの状態で使うと写真のような矩形波っぽい波形になります。

　Pin4とGND間に10kΩくらいの可変抵抗器を挿入して最適なポイントに調整すると正弦波に近い波形にすることもできます。　ただし発振振幅はやや小さくなります。

　だいたい4.3kΩにすると大きめな発振振幅で正弦波にちかい波形になりました。　ICにはバラツキがあって、最適値は変化しますので波形を見ながら個々に調整すべきでした。
なお、発振そのものは正弦波状なので内部のアンプを通さずTank回路から直接取り出すと正弦波になります。

【可変容量ダイオード】
　電子的に共振周波数を可変したり微調整する目的で様々な可変容量ダイオードが作られています。　現在では表面実装型が主流になっているようです。

　参考のため手持ちのバリキャップを幾つかを並べてみましたが、見たところは小さな2端子もしくは3端子の電子部品です。普通のダイオードとあまり違いません。　３端子のものは2個が複合されたもので、カソード・コモンのものが多いようです。　これは2つ使って発振電圧による自己整流作用を軽減し周波数の可変特性を改善する方法があるからです。　３端子のものは最初からそのような目的に作られたものです。　ただし直列にすると容量は半減します。　もちろん片側だけ使ったり、2つを並列に使うと言った応用もできます。

　バリキャップには大きく分けて3種類があるようです。　最大容量が20pFくらいの比較的小容量のものはかつてのアナログTVやFMチューナの自動周波数調整（AFC）用でしょう。　最大容量が20〜40pFのものは電子同調式FMチューナあるいはCATVチューナ用です。　CATV用は逆耐電圧が高くなっていて30V程度まで加えて使うものがほとんどのようです。　もう一つにAMラジオの電子同調用があります。　AM放送は周波数が低いため大きな同調容量が必要です。したがって最大容量は400pFくらいあります。 AMラジオだけでなく低い周波数での応用にも重宝します。

　LC共振回路を使った電子機器は減少傾向にあるため、バリキャップにも廃止品が多くなってきました。　完全になくなることはないと思いますが、これからは表面実装型も含めて検討する必要があります。

　なお、電源整流用のダイオードやツェナーダイオードなどをバリキャップの代用に使うことがあります。LEDを使っている例も見たこともあります。　いずれも端子間のキャパシタンスは小さめで、逆電圧であまり大きく変化しません。　そのため周波数の可変範囲は狭いのですが目的次第で活用できることがあります。

【FC-52Mと1SV228の実測特性】
　左図の赤い線はここで使用しているFC-52Mの実測特性です。　5V以下の電圧でも使いやすい特性です。　バリキャップのためだけに高い電圧を用意する必要がないのは有難いです。
　また、左図の青い線は1SV228の特性です。　1SV228は一つのパッケージにダイオードが2つ入っていますが、片側の特性です。　もし直列に使うならグラフに示した値の半分になります。　この1SV228はFC-52Mの代替候補で現在でも入手できるものです。＊1　FC-52Mよりも容量可変範囲は狭いのですが、このPLL発振器に使うには十分な容量変化特性です。　支障なく使えるでしょう。　こうした可変容量ダイオードの特性はLCRメータと可変電圧電源があれば容易に測定できます。

　いずれのダイオードも、より広い容量可変範囲を得るには10Vくらいまで加える必要がありそうです。　しかし発振周波数がHF帯なら5V以下でも十分でしょう。

　このFCシリーズでは最大容量の大きなFC-51M（150pF@Vr=1V)がHF帯でも低い周波数で、FC-53M（45pF@Vr=1V)と54M（25pF@Vr=1V)はHF帯の高い方に向いています。　中波帯や短波帯の低い方にはSVC321（430pF@Vr=1.2V)や1SV134（480pF@Vr=1V)が良いでしょう。　VHF帯には1SV103（CATV用40pF@Vr=3V)や1SV113（34pF@Vr=1V)が向いています。　もちろん、広い可変範囲が必要なければ周波数帯に関係なく容量の小さなバリキャップもVCOに十分使えます。

　残念ながらここで使ったFC-52M（80pF@Vr=1V)はずいぶん前に廃止になっています。　直接代替可能なバリキャップは存在しません。　類似品で代替できますがVCOの特性はあらためて採りなおすことになります。　もちろん1SV228で代替する場合もVCOの特性は再測定になります。　しかし可変電圧電源（9Vの乾電池と10kΩのVRでも良い）とマルチメータ、それに周波数カウンタがあれば再測定は容易です。　無理して同じバリキャップを探すよりも簡単ですから積極的に代替すべきでしょう。

＊1：1SV228は面実装型で秋月電子通商にて5個150円で購入。変換基板に実装して測定しました。価格は2018年９月現在のものです。

【トランジスタで作るVCO】
　MC1648Pの内部を検討して発振回路のコアの部分はたった２石で構成されていることがわかりました。　ただし動作環境の変化などを考えるともう少し検討しておいた方が良いでしょう。

　いくつか検討したところ、トランジスタ４つとダイオード１つの回路が良好でした。調整も容易です。　4つのうち発振に直接寄与するトランジスタは２つです。その２つは特に周波数特性の良いものを選びます。　ここではローコストながら周波数特性の良い高周波用の中華トランジスタ：S9018Hを使ってみました。　さらにバイアス回路へも品種統一の意味で同じS9018Hを２つ使いました。
　バイアス回路の部分は2SC1815のような汎用品でも大丈夫だと思います。しかしS9018Hは安価ですから経済性は悪くありません。　S9018H の足の並びは2SC1815などとは違うので注意します。（下図参照）　ダイオードはシリコンの小信号用なら何でも大丈夫です。　ここでは1S2076Aを使いましたが代替候補はいくらでもあります。

　MC1648Pは数10円では買えませんが、S9018Hを4つと汎用ダイオード1つならコストは50円以下です。　性能はむしろ良いくらいですからお薦めできます。　ディスクリートは嫌いでどうしてもIC化したいなら後ほど実例があります。そちらもどうぞ。（笑）

【トランジスタで作るVCO：回路図】
　このような回路になっています。　Q1とQ2が発振用トランジスタです。　Q3とQ4はQ1とQ2の動作電流を決めるカレントミラー回路です。　またD2はバイアス電圧を得るためのものです。

　使用する周波数帯により動作電流を変えると最適化できます。　だいたい30MHzまでのHF帯なら図のままの回路定数で大丈夫です。　VHF帯以上でも使える回路ですが、その場合はR3を8.2kΩよりもう少し小さくしてQ1とQ2の電流を増やしてやります。　増やしすぎると発振振幅が増大し、バリキャップに加わる発振電圧が過大になります。　念のためQ1のコレクタをオシロスコープで観測し1.0〜1.5Vppの発振振幅になるよう加減します。オシロがなければ回路図のままでも十分です。

　この発振回路はS9018HのようにfTの高いトランジスタを使ってコンパクトに製作すれば100MHz以上でも楽々発振できます。　しかもバリキャップの容量を変え、発振周波数が変わっても発振振幅はあまり変化しないのでPLL回路には使い易い発振器(VCO)です。

　発振部のトランジスタはS9018Hに限りません。　低い周波数なら2SC1815でも問題なく発振できます。　もちろん高周波特性が良いトランジスタの方が有利です。　手持ちの中では2SC535、2SC668、2SC1923や2SC2668などが適当でした。

【Tr-VCOを7MHzのPLLに使う】
　さっそくPLL回路に組み込んでテストしました。　周波数帯は同じく7MHzです。　PLL用のICにはMC145163Pを使いました。　もちろんTC9122Pと74HC4046を組みわせた回路構成でも大丈夫です。

　MC1648PのVCOとほとんど同じですが、S9018Hを使った回路の方が回路自身のノイズは小さめです。　そのためスペクトラムを観測すると10dB近くノイズフロアが低下します。　発振信号近傍の状態はそれほど違いませんが広帯域なノイズが少ないのは評価できると思いました。　これはMC1648Pのように内部の出力アンプを通していないからでしょう。　1段でもアンプを通る回数が増えればどうしてもノイズフロアは上昇します。　MC1648Pは汎用性を持たせる意味でカスコード形式のアンプ＋差動増幅のアンプという2段構成なので不利なのでしょう。　それなりのメリットのある回路構成ですがノイズの点では少し不利なようです。

　このようなことから、MC1648Pの入手を試みるまでもなくトランジスタ４石で作ったVCOを第一にお薦めしたいと思います。　国産品のRF用トランジスタでもOKですが中華トランジスタで作ればコスパも抜群です。

【 Tr-VCOを使った7MHz PLL：回路図】
7MHz帯のPLLに採用した例です。　トランジスタを使ったVCOも使い方はMC1648Pと同じです。

　トランジスタ式はAGC回路がないので、温度変化や電源電圧の変動に幾らか弱い傾向があると思います。　しかし、カレントミラー形式にしたので抵抗分圧でバイアス電圧を得る方式よりもずっと安定です。　図では電源経路からのノイズやリプルを軽減する目的でローカル・レギュレータを設けています。　発振出力をきれいにする効果もありそうですが、実験に使っていた安定化電源のDCもきれいだったので極端な違いは見られませんでした。

　この回路例ではMC145163Pで10.240MHzを発振させたので、10kHzステップでしか信号は得られません。　10kHzの間を連続的にカバーしたいなら、このBlog特集の初回（←リンク）にあった様なVXO形式の基準発振器にします。　またMC145163Pの代わりにTC9122P＋74HC4046＋74HC4060を使った第２回（←リンク）のような回路構成も可能です。　手持ちを有効活用されることを希望します。

　ループフィルタのあとのバッファアンプ（OP-Amp)はLMC6482AINを採用して近代化しました。　すこしローノイズになったように感じます。　ICL7621DCでも大差はなかったので類似のC-MOS OP-Ampならなんでも間に合うかもしれません。　入出力ともレール・トゥ・レール型のOP-Ampを使ってください。

# 詳しい回路説明や、そのほかのパーツについてはPart 1およびPart 2のPLL回路などを参考にして下さい。

【 Tr-VCOを使った7MHz PLL：特性グラフ】
　VCO特性の話しです。　制御電圧対周波数の関係がVCOの特性になります。一旦PLLのループを切り離してVCO部を単独で測定します。　このグラフは上記の7MHz PLLのトランジスタを使ったVCOの測定結果です。　言うまでもありませんが、MC1648Pおよび同タイプのVCOでは類似の特性になります。
　左図は回路図中にあるコンデンサ、C21を変えながら採取した特性です。　C21はコイルに並列になりますので、容量を増やすと周波数が下がるとともに、制御電圧による発振周波数の変化量も抑制されます。　以下Cpとあるのは、回路図のC21のことです。

　バリキャップにはFC-52Mを使っています。　すでに見たバリキャップの電圧と端子容量の特性がそのまま現れたような特性になりますが、実際にはストレー容量やデバイスの端子間容量が存在するため計算から精度よく発振周波数を求めるのは困難です。
　したがって、VCOを試作してから実測するのが現実的でしょう。　量産するような場合はバラツキも考慮する必要があります。　VCOの発振周波数範囲は必ずPLL発振器で発振させたい範囲をカバーしている必要があります。さらにある程度の余裕も必要です。　ただし、必要以上に周波数の可変範囲が広いVCOはきれいな信号を得にくい傾向がありますからむやみに可変範囲の広いVCOは良くないです。
　もし複数の周波数帯で使いたいなら、一つのVCOで広い（複数の）周波数範囲をカバーさせるよりも周波数帯ごとに幾つかVCOを切り替える（コイルを切り替えても良い）方法がベターでしょう。

　VCOの特性は：Kvで表されます。　計算式は：Kv=2π(fmax-fmin)/ΔVcです。　単位は（radian/volt)です。　ΔVcと言うのはfmaxになるときの制御電圧：VcとfminになるときのVcとの差電圧です。　このグラフではVc=0V〜10Vまで可変していますが、その範囲の全部が使えるわけではありません。　Vc=0V付近はバリキャップの自己整流による影響が現れやすくなります。　また5Vを超えた部分は周波数変化が少なくなっています。　この様な部分はなるべく使わない様にすべきです。　ここではVc=0.5V〜4.5Vの範囲と考えるのが適当でしょう。ΔVc=4Vになります。　並列のコンデンサ：Cp=47pFとすれば、Vc=0.5Vのとき、fmin=6.847MHzです。　またVc=4.5Vのときはfmax=8.972MHzでした。

したがって、Cp=47pFのとき：
Kv=2π(8.972-6.847)×10^6/（4.5−0.5）=2π(2.125×10^6）/4
　≒3.338×10^6 ・・・・・（radian/volt)となります。（Cp=C21=47pFのとき)

Cp=33pFのときは：
Kv=2π(9.631-7.131)×10^6/(4.5-0.5)=2π(2.500)×10^6 /4
　≒3.927×10^6・・・・・（radian/volt)となります。（Cp=C21=33pFのとき)

また、Cp=22pFのときは：
Kv=2π(10.383-7.386)×10^6/（4.5−0.5）=2π(2.997×10^6）/4
　≒4.708×10^6 ・・・・・（radian/volt)となります。（Cp=C21=22pFのとき)

さらにCpを入れないときは：
Kv=2π(12.328-7.987)×10^6/（4.5−0.5）=2π(4.341×10^6）/4
　≒6.819×10^6 ・・・・・（radian/volt)となります。（Cp=C21=なしのとき)

ここでは7〜8MHz帯のPLL発振器を作るのが目的です。　従ってCp=47pFが適当です。　全体的にもうすこし周波数を下げたい感じもするので、コイルのインダクタンスを増やすと良さそうです。その場合は特性の再測定が必要です。

　なお、VCOの回路図にはコイル：L1のインダクタンス値が書いてあります。　その値とCpの値、さらにFC-52Mの容量特性から共振周波数が計算できます。　しかし計算値と実測値は一致しません。これはブレッドボードのストレー容量やトランジスタの電極間容量が存在するからです。　周波数の実測に基づき逆の計算から求めるとストレー容量は20pF近くあることがわかります。　これはブレッドボードの分布容量の実測からも十分納得できるストレー容量でした。　プリント基板化するとストレー容量は減少するので注意が必要です。

VCOの定数：Kvは計算からもある程度求めることができますが、現実にはストレー容量などの影響もあるので実測で求めるべきです。　そうすればPLLとしての設計精度は向上します。　場合によっては並列容量：Cpをトリマコンデンサにしてストレー容量の変化を吸収するような設計も必要かも知れません。　しかし手作りの一品料理でしたら実測から求めておくのが現実的でしょう。

　もちろん、まったく新規にVCOを設計するなら、まずは必要な発振周波数の範囲を決めます。　必要なバリキャップの容量変化比は上端周波数と下端周波数の周波数比の２乗ですので、十分な容量変化量が得られるバリキャップを選択します。　例えば5〜6MHzの発振範囲とすれば、周波数比は1.2倍ですから、バリキャップの容量変化比はその2乗の1.44倍以上必要です。　具体例として、例えば0.5V〜4.5Vの変化で、容量が1.44倍以上変化するようなバリキャップを選びます。　その後、バリキャップの容量特性および発振周波数比と下端周波数などからTank回路のインダクタンスや並列容量を計算します。　もちろん、インダクタンス値や並列容量Cpなどは目的の発振周波数において合理的な値の必要があります。　さらに得られた回路定数でVCOを試作測定してKvを求めれば完全です。（追記：2018.09.11）

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　MC1648Pの考察と、それを模したトランジスタ式のVCOについて調べました。　あらかたの用途では代替のトランジスタ式VCOで満足できます。　従って、以下はまったくの蛇足なのですがVCOのIC化を試みた記録として紹介しておきます。

【μA703を使ったVCO】
　実験を始めた当初、MC1648Pは入手難だったので代替を試みたのがこの回路でした。　μA703はフェアチャイルド社のFM-IFアンプ用のICです。　内部構造は非常にシンプルで、上記のトランジスタで作ったVCOをそのままIC化したような構造です。

　実はそれは話が逆で最初はこちらから実験を始めたのです。　その結果がなかなか良かったのでトランジスタ化の方向へ進んだのです。　昔のようにμA703が容易に入手できるならこの回路も良いのですが、すでに過去のデバイスになっていて入手は難しいでしょう。　無理に手に入れようとすれば金銭的な解決になってしまいます。　上記トランジスタ式VCOとはコスパの点でも勝負にならないでしょう。（笑）

【μA703を使ったVCO：回路図】
　簡単な回路とは言えさすがにICです。　回路はすっきりします。　μA703はFMチューナの世界では定番だったのでしょう。　たくさんのメーカーからセカンドソースが登場しました。

　たとえば東芝のTA7060Pはパッケージ違いの同等品です。　回路図中にあるように接続して使えばそのまま代替できます。　さらにTA7060Pのセカンドソースとしてローム社のBA401がありこちらも同じように使えます。　NECのμPC555AはμA703の互換品でした。　しかしどのICも遠い昔に廃番なので入手は困難です。　稀にオークションに登場するらしいですが入手難から高騰するためとうていお薦めできません。　もしも手持ちがあったなら試してみる程度が適当です。

　MC1648Pを模した回路になっていますが周波数特性はやや劣るようです。　200MHz以上の発振はできないようでした。100MHz以下で使うのが適当でしょう。 できたら50MHz以下が間違いないようです。

【TA7069Pを使ったVCO】
　TA7069PはRCAのCA3028AもしくはCA3053Aと類似の等価回路になっています。　差動増幅器とバイアス回路からなっており、TA7060Pとも類似ですがFM-IFアンプ専用ではなくてもう少し汎用性があります。

　このTA7069PでもMC1648Pを模した発振回路を構成することができます。　当然ながら上記に書いたCA3028A,etcでも同じことができます。　さらにCA3028AのセカンドソースであるTA7045Mも使えます。

　しかしどのICも古典的すぎるでしょう。　もしたくさん手持ちがあって使うあてもなく持て余しているのでしたら活用の機会かもしれません。　ただし新たに購入してまで使うようなパーツではありません。　周波数特性は上記のμA703を使う例と類似ですので50〜100MHz辺りまでが適当です。
　

【TA7069Pを使ったVCO：回路図】
　TA7069Pはこのように使いました。　バイアス回路の一部が内蔵されていないため、外付けで補います。　そのようにすればTA7060Pと同じように使えます。

　何か特別なメリットでもあれば良いのですがこれと言って無さそうでした。　TA7069Pはたまたま昔使った残りがあったので試すことができましたが、これから手に入れても仕方ないでしょう。　TA7060PやμA703よりも使用量の少ないICだったようです。　こちらも手持ちがあれば試す程度が宜しいと思います。

でき上がったVCOの性能はまずまず良好でした。　十分使い物になると思います。

【LA1600を使ったVCO】
　LA1600はラジオ用のICです。それをVCOに使ったら可哀想かもしれません。　LA1600はスーパー・ヘテロダイン形式のラジオです。　そのため局部発振回路（Local OSC）が内蔵されています。　それをVCOとして使うのです。

　ちょっと可哀想かもしれませんが経済性は悪くありません。　今のところ100円前後で購入できます。　MC1648Pに手を出すよりも安価でしょう。　必要な外付け部品も少ないので使いやすいICでした。　ただ、遊びピンだらけでせっかくの高機能ICがちょっぴり忍びない感じもしました。（笑）

【LA1600を使ったVCO：回路図】
　LA1600を使ったVCOは経済性だけではないメリットもあります。　内部の等価回路は公開されていないので詳しくわかりませんが、MC1648Pと類似の発振回路になっているように思います。　さらに発振振幅が一定に保たれるような工夫もされているようです。　このため、性能の面から見てもVCOとして悪くないと感じました。

　LA1600はたくさんの回路が内蔵されています。VCOとして使う際は未使用の回路が中途半端に動作しないよう気をつける必要があります。うっかりするとノイズ源になります。　回路図のように使えば大丈夫なようでした。　発振部とも関連があるためRFアンプ部分はノイズ源にならぬよう特に注意が必要です。　IFアンプ以降は単純にピンを遊ばせておけば動作しなくなるようです。

　LA1600はもともと短波帯のラジオが作れます。従って30MHz以下なら動作は確実でしょう。　それ以上の周波数はデバイスのばらつきにより違いがあるようです。　特に高い周波数では確実に発振できるか実験的に確認する必要がありそうでした。

　AMラジオや短波ラジオは同じICで１〜２台も作れば飽きてきます。　LA1600はラジオ作りには便利ですし安価ですから買い溜めているかも知れません。　調べたらまだ10個くらい持っていました。この先LA1600で幾つもラジオを作ることはないでしょう。　VCOへの転用も考えたいと思いました。その方が死蔵するよりずいぶんマシです。

＃ 蛇足とは思いますが、LA1600の機能をすべて活かし、局発回路をPLL化したような受信機も作れます。　たとえば、IF周波数=450kHzとして9kHzステップのPLLで局発を構成すれば、シンセサイザ化した中波ラジオが作れます。

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　VCO回路に絞って実験してみました。　PLL回路のVCOとしては従来から使われてきた発振回路で十分かも知れません。　ここでテストするまではそう思ってきました。　しかし話の種と思ってMC1648Pを試したところ、そのメリットがわかってきました。　調べたてみたら一つしか持っていなかったので、もう何個か欲しいと思いました。　さっそく購入を試みところ、手には入ったのですが入手性はかなり悪そうでした。　次はもう買えないかも知れません。　これをお薦めするのは躊躇われます。　あるいは面実装型の新型を買う方が良さそうでした。

　そこで代替回路を検討したところ、トランジスタを使った回路が好結果でした。　周波数特性はMC1648Pよりも良いくらいです。　ノイズが少ないのもメリットでしょう。　面実装型でfTの高いトランジスタを使い、極力コンパクトに作ってやれば更に高い周波数のVCOとして期待できます。　うまい代替回路ができて良かったと思っています。

　作った回路はMC1648Pと同じ欠点を持っています。発振振幅を抑えた結果、幾らかノイジーになっているでしょう。しかし実際の評価に於いてはディスクリート回路の有利さからでしょう、MC1648Pよりだいぶローノイズでした。  より高性能なVCOを必要とするケースもあると思いますが、ほとんどの用途で満足できると思います。　必要以上に可変範囲を欲張らないように設計し、なるべくQの高いバリキャップを使うのがベストです。

　VCOの検討が済んだのでPLLの設計に必要な情報は揃いました。　ここまででだいぶ時間が経過しましたが、次回はループフィルタの設計に進みましょう。　合わせて定数選びのコツと言ったところにも触れられたらと思っています。　ではまた。　de JA9TTT/1

関連情報：7MHz PLL Oscillator関連のリンク
（１）イントロ編：（Part 1：こちら←リンク）
（２）PLLの機能分析編：（Part 2：こちら←リンク）
（３）PLLに向いたVCOの研究編：（Part 3：いま見ているここです）
（４）ループフィルタの設計編（最終回）：（Part 4：こちら←リンク）

（つづく）←リンクnm