新春の積雪

　もう１月も終わろうという朝、雨戸をあけて驚きました。

　道路にこそ積もってはいませんでしたが、家々の屋根や庭が真っ白で、青く晴れ渡った空の下、太陽の光でまぶしいほどに輝いていました。

　ほんの三日前に出かけたゴルフでは、汗ばむほどの温かさでしたが、この急激な気温の変化にはいささかの驚きと戸惑いを感じてしまいます。

　右写真は我が家のシンボルツリーである、クロガネモチです。

　このクロガネモチはお正月にかけて赤い実をたくさんつけるのですが、今年はなぜか少ししか生りませんでした。その実も今では例年のようにヒヨドリがすべて食べつくして一粒も残っておらず、白・緑・赤三色の彩は観られません。

　　でも、そんな中ヒヨドリが傍らで、何か食べ物はないかと、あたりを見回していました。

　　

　　　　　　　　

　彩の少ない中、ダイダイの実が目立っています、今年は比較的豊作のようで、家人のジャム、マーマレードやピールが楽しみです。

　さらにあたり目をやると、咲き始めたツバキの赤が目に留まりました。半ば雪に埋もれたツバキもなかなか風情があります。

　雪椿と言えば小林幸子のヒット曲が思い浮かびます、星野哲郎：作詞、遠藤実：作曲の「・・・・花は越後の花は越後の 雪椿」　です。

　ことのついでに調べてみたところ、ユキツバキというのは日本の太平洋側に分布するヤブツバキが東北地方から北陸地方の日本海側の多雪地帯に適応したものだそうで立派な亜種のようです。

　秋に枯れた草花にも雪が樹氷のように付いていて、朝陽に輝いています。

　この光に力をもらって、コロナに負けず元気に過ごしていこうと思いました。

G3UUR式水晶定数測定治具の製作

　新しい年に入って、あっという間に１月も終わろうとしています。このところ年を重ねるごとにブログのアップ件数が少なくなってきていますので、今年はこの傾向に少しでも抗えるよう、元気を出していこうと思っています。

　さて、このところ時々ではありますが、古い短波受信機を引っ張り出して、リペアし、海外放送やアマチュア無線などを聴いていますが、自分でも本格的な短波受信機を作ってみたくなりました。

　写真は、クリスタル発振子（以下クリスタル）で、水晶を薄くスライスしたものに電極を蒸着してあり、水晶の厚さと大きさによって、一定の周波数で振動するものです。

　このクリスタルを使って極めて優秀なバンドパスフィルターを作ることが出来るのです。

　

　写真は、クリスタルを４個使った市販品で、右上はその性能を示します。

　中心周波数は、9.001500MHｚで、その通過バンド幅は2.9ｋHz（-６ｄB)、14ｋHz（-60dB)と極めて狭いものです。

　こういったものを自作しようというのです。

　たとえば、クリスタルを４個使ったフィルターの回路図は右図のようになりますが、目的とするフィルターの特性に合わせコンデンサC1～C7の値を決める必要があります。

　そのために良く用いられているのが、Crystal Ladder Filters for All (QEX – November/December 2009  page14)で紹介されている、クリスタル・ラダーフィルタープログラム ”Dishal”です。

　このプログラムを使えば比較的容易にクリスタル・ラダーフィルタを設計できるのですが、そのためには左図中の赤線で囲った３個の水晶定数、すなわちＬｍまたはＣｍ、Ｃｐそしてｆｓが必要なのです。

　そして、これらの定数を実験で得るための回路がG3UUR (David Gordon-Smith氏)によって開発された、G3UUR式水晶定数測定治具なのです。

この回路図におけるCpは470pF、Csは22pFとして作成しました。

　右写真は両面ガラエポ基板の上に作成した、G3UUR式水晶定数測定治具です。

　トランジスタはオリジナルに敬意を表して3N3904を使用しましたが、2SC1815のようなものでもOKです。

　クリスタルのフォルダーはブレッドボードの一部を切り出して使用してみましたが、なかなか良好です。

　ここで注意するのは、クリスタルに直列に入るコンデンサの容量は、22pFではなく、回路図中に赤丸で示した点とGNDの実測容量で、今回は25.85pFでした。

　G3UUR式水晶定数測定治具の使い方は、電源に直流12Vを接続し、できるだけ精密な周波数カウンタを出力端子に接続します。

　次いでクリスタルを端子に差し込み、スライドスイッチのON-OFFそれぞれの周波数を測定し、記録します。

　またあらかじめ別途LCRメータでクリスタルの容量を測定しておき Cp とします。（左写真）

　ということで、右の数式でCmを計算します。

　ここで 

Cs+Co は前述した、25.85pF、

 f は治具でスライドスイッチをショートした時の周波数で前述の fs と同じ、

Δf はスライドスイッチをショート・オープンの周波数の差です。

　以上でクリスタル・ラダーフィルタの設計ができるようになりました。

　実際に試作したらまたブログにアップします、、、、

今年も一年が終わります

 

　今年も一年が終わろうとしています。でも今年は例年とは異なり、私たちがこれまでに経験したことがない新型コロナ禍に振り回された年になりました。

 　私たちも生き物である以上、地球環境の変化もふくめ、今後どのようなことに遭遇するかもしれません。

　日々しっかりとした意識をもって、来るべき年を迎えたいと思っています。

 　最初から結びの言葉のようになってしまいましたが、、、、

　例によって、正月のお飾りを作りました。

　以下の写真に今回製作したお飾りの材料を並べてみました。

　左上から時計回りに、笹の葉、松の小枝、しめ縄、ダイダイ、裏白、稲穂、梅の小枝そしてセンリョウとマンリョウです。

　しめ縄は百均で、裏白は農協で、ダイダイと梅の小枝は我が家の庭で、稲穂は持ち合わせ、笹の葉、松の小枝、センリョウとマンリョウは朝の散歩道である山裾からそれぞれ調達です。

　百均のしめ縄は、１００円のものは何も飾りのついていないものになってしまいましたが、私にはむしろ好都合で、少し輪の大きさを縮めてリースのベースとして使いました。

　結果冒頭の写真のようになりましたが、少し大げさのような気もします、ま、いいか、、、、

　お鏡も今年はずいぶん小さくなりました、が、こちらはその分は伸し餅に回りましたので問題なしです。

　お鏡が大きいと、カビやすいですし、あとから開くのも大変なのです。

　　山から採ってきたセンリョウとマンリョウのうちお飾りに使ったのはマンリョウのみで、センリョウは家人が庭のスイセンを合わせ花瓶に生けてくれました。　スイセンの馥郁とした香りがあたりに満ちて心安らぎます。

　センリョウもマンリョウも２～３年前までは庭のあちこちに咲いていたのですが、何故かこの頃ではほとんど見かけなくなってしまいました。

　ちなみにセンリョウは赤い実が葉の上、マンリョウは葉の下にあります。

　庭のスイセンはこの寒空にもめげず、盛んに花を咲かせています、私たちも負けずに頑張りたいと思います。

　皆様にもお元気で、、、

　来る年が幸い多き年でありますように、また、相変わりませずよろしくお願いいたします。

周波数カウンター HP-53181A ジャンク蘇生す！

　ヒューレットパッカード社製の周波数カウンターHP-53181A のジャンクを入手しました。

　手元にアンリツの MF1603A （～3GHz 11桁）はあるのですが、やはりヒューレットパッカード社のカウンターは垂涎の的でした。

　最近になってリース落ちなのでしょうかHP-53131A HP-53132A HP-53181A などが大量に出回るようになりました。でも結構高額で取引されており、指をくわえてみていましたが、ある日電源が入らないという HP-53181A のジャンクがありましたのでリスク覚悟で入手しました、もちろんきわめて安価にです。

　今回入手した、HP-53181A はこのシリーズの中で最もベーシックなもので、10桁/sの分解能と225MHzの帯域幅を持ち 10MHz の内部標準クロックも＜5×10-6 とプアーなものですが、われわれアマチュアが使うには十分すぎるくらいでしょう。

　ＡＣコードを接続し、パワースイッチを押しても反応は全くありません。このことは承知のうえで、スイッチを含め、電源ラインがおかしいのだろう、、、、くらいに考えていましたので、さっそく分解にかかりました。

　分解には通常のドライバーではなく、右写真にみられるトルクス・ドライバーを使います。（たまたま手持ちがあってよかった）

　上の写真は、カバーを外し、電源ボードも外した状態です。

　中にはメインボード一枚だけで、あっけないくらいシンプルです。左下の標準クロックは、これも驚く様な簡易版です、10桁/sの分解能を発揮させるには、クロックに高精度オプションを搭載するか、高級な外部クロックを使えということなのでしょう。

　右写真がメインボードの標準クロックの上側に載っていた電源部です。

　DELTA DPS-43DP-2 とありましたが、どこにでもありそうな、スイッチングレギュレータで、出力は +5V +12V -12V +-9V です。

　AC１００Vを供給しても出力はありません、、、これが原因でした。

　でも、故障は電源だけだろうか？不安がよぎります。

　そこで、手持ちの直流電源をメインボードに直接供給してチェックしてみました。

　おー、無事にセルフテストをパスして下の写真のように稼働を始めました、一安心です。

　ついでに各電圧の消費電流も測定してみました。

　５V：１A以下　+12V:0.1A以下　-12V：0.2A以下　+-９V：不使用　のようでした。（これは私の主観ですので、参考にしないでください）

　オリジナルの電源が大きなのは、多くのオプションを念頭に入れているからでしょうが、今回の HP-53181A はメインボード一枚のノーオプションですからこんなに消費電流が小さいのでしょう。

 この時点で今までの結果をまとめます。

・電源ユニットが壊れている。　ebay で互換品を探しましたが、私の本体入手価格の２倍（論外）なので代替品を探す。

・４０ｍｍ角の冷却ファン動かず。　古いパソコンマザーボードからの取り外し品使用。

・これらの機種はパワースイッチがない！！　電源プラグを差し込むと電流が流れっぱなし、ただしスタンバイ電流。パワースイッチをリア・パネルに増設。

・蛍光表示管の輝度が極めて低く、明るいところでは見にくい。　推測ですが、この個体は２４時間電源を入れっぱなしで使われていたのか、またそのせいで電源も劣化したのか？？

・内部は比較的きれいなようだが、よく見ると何らかの溶剤で洗ったような跡がある。前面左上のHewlett-Packard 53181A の文字が溶剤で拭き消えている。

　右写真は手持ちのCOSEL製スイッチング電源（５V２A（peak 3A)、+１２V0.3A（peak 0.6A)、-１２V0.２A（peak 0.3A)）を取り付けているところですが、オリジナルに比べて随分小さいです。

　また冷却ファンも検討中の様子ですし、パワースイッチも結線済みです。

　左写真はリア・パネルの左側にある、予備のコネクタ取付穴に電源スイッチ（トグル・スイッチ）を取り付けた様子ですが、たまたま穴の大きさがぴったりで、最初からあったような顔をしています。

　下側に３個あるBNCコネクタの中央が、外部標準クロックの入力端子です。

　このカウンタには RS232C の出力がありますので、出力をパソコンに送ってやれば蛍光表示管の読みにくさは解消できるはずです。

　ついでに外部標準クロックとして以前製作してこのブログにアップした「我が家の周波数標準の製作（ LCDモニターつきGPS 同期 10MHz 発振器）」の装置（上写真）からの10MHz を使ってみました。

　http://yuuyuusyumi.blogspot.com/2013/09/lcdgps-10mhz.html

　左が、シグナル・ジェネレータの 10MHz 信号の測定値をパソコンのターミナル・ソフトである、 Teraterm へ出力したもので、上半分が GPS からの 10MHｚ標準、下半分が内部 10MHｚ標準によるものです。

　前出のリアパネル写真にある、中央のBNCコネクタに外部から信号を入れてやれば、あとは自動的に判別してくれるようです。

　また、メニューで表示桁数も設定でき、左写真では最大の12桁表示にしてあります。ただしゲート時間が少し多めにかかりますが、パソコン表示にはちょうどいいくらいです。

　蛍光表示管の輝度が極めて低いという問題については、ヒータ電圧や供給電圧を再調整することも考えられますが、どのみち寿命が来ていると思われますのでこのままにしておいて、必要に応じパソコン表示を使えば実用上問題ない（私には）ものと思われます。

　はからずも超低価格で手に入れた HP-53181A ですが、多くの機能を理解し、おおいに楽しみたいと思います。

ふる～いミシンが乾電池で蘇りました

　ふる～いミシンが蘇りました、左写真にあるのがそれです。私たちも金婚式を既に過ぎていますので、このミシンも５０歳以上、、、、ということでしょうか。

　その間、いろいろな出来事がありましたが共に過ごしてきました、まさに家族のようなものです。

　このミシンが、突然動かなくなったというのです。新型コロナ対策で、家人がマスクを作る機会が増えていますが、その最中におかしくなったというのです。

　一見したところ、駆動用のモータの動力を本体に伝えるVベルトが経年劣化でボロボロになっていましたので、急ぎネット通販で取り寄せました。

　写真で見られるように、黒色のベルトが古いもので、半透明のものが新しいものです。

　さっそく架け替えてみましたが、モータの動きがぎこちなく、うまく動いてくれません。この時点で、モータの故障、おそらくはブラシがおかしいのだろうと見当をつけ、分解してみました。

　左写真がモータを分解したものです。それこそ５０年分のホコリがいっぱいに詰まっていました。

　上写真はロータを刷毛を使って掃除しているところです。電極が少し摩滅していますが特に問題はないようです。

　ところがブラシを見て、というか、はじめはなかなか見つからず、ようやくにして見つけたのが左写真中央にある黒い物体です。

　モータ・ブラシはカーボンでできていて、基本的には消耗品で、すり減ったら交換しなければなりません。

　でも交換した記憶がありませんので、５０年前のまま、、、ということでしょうか？

　とにかくなくなったものは交換？いや補充せねば、、、、でも手元にカーボン・ブラシなどあるはずはありません。

　と、ここでひらめきました、乾電池の正極が確かカーボンだったはずです。

　右写真は古くなった単四マンガン乾電池を分解して、正極に使ってあるカーボン・ロッドを取り出したところです、太さもほぼ同じです。多少硬さに不安が残りますが、摩滅したらまた交換すればいいのです、大成功！！

　電源コードのゴム製保護ブッシュも劣化していましたので、手持ちのものに交換しておきました。（左写真）

　ということで無事モータが組みあがりました。

　こうしてみると５０年前のモータもなかなかのものです、当時の日本はひたすらに追いつけ追い越せの時代でしたので、モノつくりは少しでも良いものを、、、の一念であったのを思い出しました。

　この素晴らしい品質が、使い捨て・利益優先の力に少しずつ押されていったのです。

　ここで珍しいものを見つけました。

　左写真のモータ・コントローラです。この部品は、ミシンを駆動しているモータのスピードを調節するもので、右膝でレバーを右に押すと、左写真中の銅製スライダが赤い矢印のように、次々と接点上を動いてモータと直列に入る抵抗を加減するようになっています。

　そしてこの抵抗がニクロム線らしく、あまりにも正直な造りに感じ入ってしまいました。今なら電子化、、、でしょうか？

　ということで、無事、ふる～いミシンが乾電池で蘇りました。

　駆動ベルトも交換して、再び元気に動き出しました。（右写真）

　ついでに機械部分も見てみましたが、特に問題もなく、私たちと同じかそれ以上の寿命を全うしそうです。

　おかげで家人手作りの私用マスクがまた一つ増えました、なんとかこの時期を無事に乗り切りたいものです。

ヒースキット シグナル ジェネレータ (Heathkit SG-6 ) のリペア

 

　ヒースキット (Heathkit) は米国、ミシガン州にあったヒース株式会社（Heath Company）が販売していた製品のブランド名で、主に電子キットを1947年から1992年まで製造していました。

　会社創設者のエドワード・ベイヤード・ヒースは1906年に小型飛行機を製造し、のちにこれをキット化したとあります。

　製品には電子テスト装置、ハイファイオーディオ、テレビ受信機、アマチュア無線機、初期の自動車用の電子点火装置やバイク、さらにはコンピュータなどを、基本的には購入者が組み立てるキットとして販売していました。

　左写真は、ヒースキットのカタログですが、背景にあるキットを組み立てている人物は、まさに私自身をイメージさせます。

　1970～1980年代は、我々エレクトロニクス愛好家にとって素晴らしい時代でした。ヒースキットはそんな中、市販の同等品よりも新しく、高品質で、廉価なキットを提供したのです。とは言っても当時の私には高嶺の花ではありました。

　                          　　　　　　最近ヒースキット初期のシグナル・ジェネレータ(Heathkit SG-6)を入手しました。（右写真）

　１５x２３x１２ｃｍの可愛い筐体で、１６０ｋＨｚ～５０ＭＨｚの間の任意な周波数を出力でき、ラジオの調整などに使われるものです。

　ちなみにこのモデルは、初代G-1が1948 Janに発売され、その6代目にあたり、1950 Sep. ～1952 Augの間販売されました。価格は＄１９．５０でした。

　今回の個体は、製造されて70年近く経っているにもかかわらず、まずまずですが、何カ所か改造されていますので、この際オリジナルに近い形にリペアしてみました。

　ヒースキットの長所としては左写真に示すように、組み立てマニュアルが丁寧にできており、中でもそのイラストは芸術作品の域にあると思います。

　右写真はSG‐6をビス1本に至るまでばらばらに分解した様子です。

　左上に見える、赤丸で示したトランスはオリジナルにはなく、改造・追加されていたものです。

　これは、SG‐6が米国仕様で、電源電圧１１５Vを想定しているため、使用真空管６C4のヒータにかかる電圧を適正にしようとして、新たに入力１００V：出力１２Vのトランスで、６C4のヒータを2個直列で点火するように改造したものと思われます。

　試しに、左写真のようにオリジナルのトランスを使用した接続で、６C42本とパイロットランプを点灯させたときの電圧を調べました。５．５５Vあれば定格内ですので、良しとしました。それでも心配な時にはパイロットランプをLEDに変更するとしましょう。

　お定まりのコンデンサは良否をチェックし、交換しました。この時代の機器で特に要注意なのはソリッド抵抗です。

　右写真は組み立てマニュアル上に並べたソリッド抵抗で、値が２～３０％変化していました。（これまでの経験では、ヒューレッド・パッカード社のものは変化が少ないように思います。）

　左写真のウエハーソケットは発振側のみ新品のモールドタイプに交換です。

　マニュアルから回路図を転載しました。詳しくはネットでマニュアルが無料でダウンロードできます。

　回路そのものは極めてシンプルなもので、右側の真空管６Ｃ４で主発振を、左側の真空管６Ｃ４で変調用４００Ｈｚの発振をさせています。

　図中の高圧整流回路にはセレン整流器が使われていますが、これはすでに現代のＳｉ整流器に置き換えてありました。このため抵抗　Ｋ１０（２．７ｋΩ）と　Ｇ１２（５．６ｋΩ）を調整して、真空管のプレート電圧を定格の６０～８０Ｖに押さえます。

　左写真が、このキットの要の一つである、コイルパックと切り替えスイッチです。このスイッチを使って

バンド Ａ：１６０～５００ｋＨｚ

バンド Ｂ：５００～１５００ｋＨｚ
バンド Ｃ：１７００～５５００ｋＨｚ

バンド Ｄ：５．５～１８ＭＨｚ

バンド Ｅ：２０～５０ＭＨｚ

　　　　　　　　　　と切り替えます。

　右写真は、裏側にあるバリコンの写真で、造りもよく、主軸にはボール減速メカが組み込んであり、周波数を合わせやすくしてあります。

　これらはとても７０年も経たものだとは思われないほど、美しくしっかりしています。

　ひと通りくみ上げてケースに収めます。

　ここまで来るには、組み立てマニュアルが大変役に立ちました。これらのアンティーク機器は詳細なマニュアルが入手し易いのもメリットの一つです。

　以下に復元が完成したSG‐6の測定結果について挙げておきます。

　結果として、取り敢えず全バンドとも発振しました。詳細にはバンド Ａ，バンド Ｅの波形が少し怪しくなっています。

　しかしながら７０年前の、主にアマチュアを対象としたシグナルジェネレータの実力としてはこの程度で十分だったものと思われます。

　それよりももっと驚かされたのは、７０年後の今、組み立て終わったSG‐6の周波数が、すべてのバンドにおいてあらかじめパネルに印刷してあった目盛と無調整でほぼ一致した点でした。これぞヒースキットの面目躍如と言ったところでしょうか。

　左写真は完成したSG‐6です。

　どのような製作も一通り完成して、電源を投入し、その結果が成功であった時の緊張と興奮は喜寿を過ぎた今でも少年時代のそれと変わることはありません。

　このSG‐6は心臓部がＬＣユニットで今でも健全なので、より現代風に改良することは容易ですが、多少の精度の甘さは７０年前を偲ぶ、、、、という大義名分で、このままにしておきましょう、若き頃の思い出とともに、、、、