低周波発振機の製作　PSN製作用超低周波発振から100KHzまでの通常サイン信号発生

低周波発振機と位相計を同一ケースに収めたPSNでSSBをはじめるには便利な計測器です。

標準の低周波発振機として動作。Freqつまみで周波数を変化。 　デフォルトは1000Hzで発信。	８段80ｄB設計のPSNデータがメモリーされている。 　　写真は上列の１段目12.602Hzが発振されている。

超低周波発振の回路です。(DDS−IC、AD9851を10MHzクロックで動作させます)

製作

• ディスプレイは20×4行の青色バックライト付き、白抜き文字の大変きれいなディスプレイです。(秋月電子)
• PICのプログラムは10MHzを基準としてDDSに信号を送っていますので他の周波数に変更はできません。
  周波数精度はクロックに使う10MHz水晶の精度に依存しますが、PSNの周波数分布は相対的なものですから
  例えば 12.362Hz が絶対値的に正確である必要はありません。たとえ水晶発振器の絶対値的周波数が10.02MHz
  であってもPSNの位相精度が落ちるわけではありません。
  ただし、通常の低周波発振器として使用して、例えば 1KHz を精度よく発振させたい場合は GPS などで
  ロックされた絶対値的にも基準となる10MHzを使用してください。
  
• 配線さえ間違わなければとくに調整する箇所はありませんが、ディスプレイのコントラストを決める10KΩのVR
  は見やすい明るさに設定してください。
  
  
• 【新】 この回路を動かすための制御をマイコンで行います。６段、７段、８段のPSNデータが書き込まれています。
  通常の 100KHz 以下の周波数の低周波発信機としても使用できます。RAMの関係で 16F886 には４段のハイブリッド用の
  PSNデータは入っていません。個別の位相曲線データーはHAMSTOOLでそれぞれ６段６０dB、７段７０dB、８段８０ｄBを
  指定して「RUN」し、グラフをご参照ください。センター周波数はいずれの場合も350Hzです。
  ☆PIC16F886に書き込むHEXファイルはここからダウンロードできます(Super_Low_Freq_and_PSN_16F886.zip)。☆
  (16/Jan/2016)
  
• 【新】 上記 16F886 用機能に加えて
  フィルターと合わせてSSB信号を作成するいわゆる Hybrid Type のSSB発生方式に合うように 20Hz-450Hz
  の範囲でサプレッション-70dBが得られる４段のPSNデータも合わせて書き込みました。
  これでPSNソフトの「HAMSTOOL」はPSN作成に関しては無用になるかも知れませんね(?)。
  使用する PIC は 18F2320 に変更していますが、16F886とピン位置は全くコンパチブル なのでそのまま差し変え可能です。
  ☆PIC18F2320に書き込むHEXファイルはここからダウンロードしてください(Super_Low_Freq_and_PSN_18F2320.zip)。☆
  クリスタルフィルターとPSNを組み合わせるハイブリッドタイプに使用する４段PSNの位相曲線は下に示します。(16Jan/2016)
  (詳しくはここをクリック 05/18/2020)
  

操作の仕方

• RA4 (ピン6)を押すたびに１）通常のオーディオ発振機、２）メモリーされたPSNデータ、6段 60dB 350Hzｾﾝﾀｰ
  　３）7段 70dB 350Hzｾﾝﾀｰ、４）8段80dB、350Hzｾﾝﾀｰ　で設計されたPSNデータが交互に表示されます。
  PIC18F2320 で作製したものではこれに ５）20-450Hzの範囲の信号を逆サイドサプレッション 70dB で落とす
  Hybrid SSB 用のデータが表示されます。
  
  
• 通常の低周波発振器として使用する場合は高級なオーディオ発振機 と同様に(?)、0.001Hz単位で周波数を変化できます。
  ただし精度は概ね有効数字6桁を目安としてください。例えば 10000.12Hz の場合は0.01Hzの桁の2は多少誤差が出ます。
  
  
• Freq step UPまたは DOWN を一回押すごとに 10KHz, 1KHz, 100Hz, 10Hz, 1Hz, 0.1Hz, 0.01Hz, 0.001Hzのように周波数ステップが
  変化します。この操作で求める周波数の桁を変化させるわけです。あとはロータリーエンコーダーを回してください。
  
  
• PSN stage UP と DOWN の押ボタンは押すたびに上列1段目→上列2段目・・・下列1段目、という風に変化していきます。
  DOWNは反対方向です。
  

内部の配置・配線等です。右上2個のBNCが位相差を測定する入力です。 　DDSから奥の方、水晶発振子やロジックIC、TC5081などがあるのは外部 　のGPSからロックされた100KHｚを入れ絶対値的な周波数を発振する為で 　す。通常は10MHｚのTCXOで十分です。	左のDDS発信部と右の位相計の配置です。後面パネルに 見える7ピンソケットは外部への+-12Vの電源供給。 テストすべき AFPSNの オペアンプの電源として使います。

位相計・PHASE METERの製作

上の写真、右側の小さいほうの基板が位相計です。回路図面を示します。

アナログデバイスの AD734AQ という掛算器を使います。IN-1 と IN-2 の位相が90度になると W 出力がゼロボルト
になります。リレーないしトグルスイッチで X1 Y1 は待機時はGNDに落として、VRでメータをゼロアジャストしておきます。計測時
に被測定物がつながり位相が測定されます。入力が 1〜2V あれば0.1度精度で位相が測れます。
47KΩ、47uFのローパスフィルターはこの値周辺が適当かと思います。大きすぎると反応が遅くなり、小さすぎると数Hzの信号測定時に
メータがぶれ過ぎます。またAD734の動作が安定するまでは１〜２時間がかかります。十分 aging(?) してから計測してください。