京急川崎の駅で降りて市役所通りを蒲田方面へ登って行って左折とあるけど見つからない（汗

地図では京急を跨ぐ道路沿いにあることになっているので駅まで戻って線路沿いにその道路に行き当たるまで北上。

それらしい道路にぶつかったので川崎競馬場を目印にその筋向かいのあたりまで到着。この辺なんだけど道路脇にはそれらしき店舗は見あたらず。

横断歩道を渡ると、いかにも怪しげな若い男性が目の前で立ち止まり手に持った白い紙袋から何かを取り出してしげしげと確認しているのを目撃。手にしていたのは大きな４本足のダイオードブリッジだった。きっとサトー電気で今さっき買ってきたばかりに違いない、きっとこのあたりにあるはずと確信。

怪しい人物にサトー電気はどこですかと直撃質問するのもこっちが怪しまれそうなのでやめて自分で探すことに。最初はその先の通りかと思ったものの、さっきの男性がやってきた方向とは違うので逆戻りしてその男性が歩いてきた道路沿いを丹念に見てあるくことに。

するとビルの上に大きなサトー電気の看板を発見。通りに面しているのではなくひとつ奥まっていた。

たどり着くと小机店と似たようなたたずまい。あいにく来客中で後閑さんのPIC本付録の基板用の部品を一式買いに来た電子工作始めたばかりの若い人の質問に答えながら丁寧に店長さんがアドバイスしていた。しばらくあたりを眺めて買い物が終わるのを待ってこちらの目当てのチェナーダイオードを出してもらって買い物終了。

久しぶりの川崎なので映画でも見て帰るかと思ってシネチッタに行ったけどスパイダーマン３が始まるまであと１時間以上間があるし今日は歩いて疲れたので止めにしてまた今度ということに。

だいぶ来ていない間に川崎も変わったようで、特にバス乗り場が昔とだいぶ変わってしまった。来るときに電車でなくバスにすれば良かったのに失敗だった、バス乗り場も前と違うし地下街からは私の利用するバス会社の乗り場には行けなくなっていた。大失敗。探し歩いてようやくそれとなく気づいた。バスの案内板は古いままで私の利用するバス会社の乗り場がどこかは地図に書いてなかった。まったくもって不親切極まりない。

駅の北側もだいぶ昔と違って開けてしまって地上だと訳がわからなくなって疲れた。

結局京急でまた帰ることに。

問題の短絡してしまったチェナーダイオードは型式から推測すると2V程度の定電圧ダイオードだと思われる。パッケージには１個のダイオードのみで３つある端子の1と3しか使用していない。２はNCである。同じタイプの近い電圧使用のものを付けておけばよいだろう。

秋葉原とかでチップチェナーダイオードを扱っているとなると限られてくる。

若松通商にNECの2.7V用のチップチェナーダイオードがあるRD2.7M-Lというものダイオード規格表を見るとどうやら同じパッケージと結線仕様らしい。

こないだ利用したサトー電気にもっとぴったりの面実装用チェナーダイオードがあった。2.0v用の02CZ2.0で同じパッケージと接続仕様である。明日にでも買ってこよう。

む、オペアンプはキャリブレーション信号発生とは無関係だったことが判明。

オペアンプの入出力信号ピンを観測しても波形らしきものは出ないことからどうやら電源制御用らしい。

隣にあるチップトランジスタの信号を観測したら綺麗な方形波が出てきた。どうやらキャリブレーション信号発生はトランジスタ回路らしい。いわゆるマルチバイブレーターだろうか。

一番コネクタに近い方のはトランジスタではなくやはりショットキーバリアダイオードあろうか。これが短絡しているように見える。その側のトランジスタはちゃんと方形波信号がベースとエミッターには出ているがコレクターがキャリブレーション信号出力と同じように振幅が極端に低い。

オペアンプは振幅を1Vに調整するための電源電圧制御をしているように見える。オペアンプの側には２つのトランジスタがダーリントン接続されているのでそれで発振出力の電源電圧を定電圧化しているように見える。

コネクタに近いダイオードのピンの周囲の部品との導通をあたってみるとどうみても３端子だが２端子しか使っていない雰囲気。１本の足はどうもどこにも接続していない。基板は両面パターンのみで内層は電源とグランドだけで信号線はない。とするとこのダイオードはゼナーダイオードだろうか。

とりあえずゼナーダイオードだとするとどちらの端子から導通を測っても25Ωと変化が無いのでこれがショートしている疑いが高い。

２本のハンダ鏝を使ってダイオードを基板から取り外して再び電源を入れてキャリブレーション出力を見てみた。するとちゃんと1V振幅の方形波がでるようになった。



なんだゼナーダイオードだったのか。取り外したダイオードの導通を確認すると過大電圧を印可した際にサージ電流が流れて溶融してしまったようでどちらから測っても25Ωしかない。これが出力をショートしていて振幅がほとんど無くなっていたわけである。



さてこれに変わるゼナーダイオードを取り付けておかないと今度はトランジスタとかを壊すおそれがある。

といってもチップダイオードはマーキングで印刷してある型式名からメーカーや本来の製品名を見いだすのは容易ではない。たぶん1Vp-p出力用なのでかなり低電圧のゼナーダイオードが使われていると思われる。適当な同じパッケージングのものを見つけてきて取り付けるだけでも良いかもしれない。

もとはと言えばRohde & Schwarz SMLUのAM変調回路の故障原因を探るために1kHzのオーディオ信号をインジェクションするテストの際にファンクションジェネレータとか使わずにオシロの1kHzのキャリブレーション出力を使ってしまったというのが悲劇の発端。

ワニ口クリップが外れて有らぬところにキャリブレーション出力が接触、12Vとかの電圧がかかってしまったぽい。

その直後からキャリブレーション出力電圧が極端に低下し、わずかながら矩形波が観測できる程度になってしまいプローブのキャリブレーションとかには使えない代物になってしまった。

オシロのキャリブレーション端子は内部のキャリブレーション信号発信回路用オペアンプLF353Mに直接接続されているのでオペアンプが損傷した可能性が高い。

ということで交換用のLF353Mをサトー電気から買ってきて本日交換修理を開始。

しかし交換するには中のメインボードを取り出さなければならない。GOULDのオシロで簡単に開くのは上蓋ぐらいなものでそれ以外はどうやって外すのかすら謎。取り扱い説明書はあるがサービスマニュアルなどは無いので正しい分解方法が皆目不明。

とりあえず手探りでやるしかない。最初にオシロの下部についているバッテリーユニットをはずせないかどうか画策。いろいろネジがついているがどうも小さいのは関係なさそう。まずはオシロ本体とバッテリーユニットにまたがって留められている背面のゴム足のネジをゆるめてそれを除去しようとした。しかし片方はとれたが、もう片方の一本のネジの筐体側のナットがネジと一緒に回転してしまってどうしてもはずれない。２本だけは外せたので残っているネジの部分を軸に回転させてなんとかバッテリーユニットは外せる感じ。

それでもしっかりバッテリーユニットはしっかりつながってはずれない。どっかネジが無いか探してみると、外側のケース鋼板を留めているネジがいくつかある。それをはずしてみた。どうやらバッテリーユニットと上のオシロ本体は切り離して使用することを想定していないらしい。本体の側板はバッテリーユニットの側板を兼ねていた。それでもなんとかバッテリーユニットとオシロ本体を分離できた。



底部にあるネジはすべてバッテリーユニット内部のパーツを固定するためのもので外す必要はなかった。一番大きな六角ネジは内部のトロイダルコアトランスを固定していた。隣の大きなネジもダイオードブリッジを固定していただけだった。

割と綺麗である。ニッカド電池パックと思われる部分がこのオシロの重量のほとんどを占めていたりする。ずっしり重い。オシロ本体は紙のように軽く感じられるほど。



バッテリー充電回路基板。電解コンデンサはハーメティックシール型のタンタルコンデンサ、HPと同じ長寿命設計である。



ニッカド電池パック。長い間自己放電状態だったためか、もう充電しても保持力が無い。交換するにはちょっと大変な割にいつかまた寿命が来てしまうに違いない。とりあえずバッテリー動作で使う必要はないのでこのまま。



背面電源入出力部分。大きなトロイダルコアトランスが目立つ。その隣に整流用のブリッジダイオード。バッテリーユニットからはACを入力としてACとDCの両方の電源がケーブルでオシロ本体部分に供給されている。AC入力があればACでAC入力が無ければバッテリーから供給されるDC電源でオシロが動作する。オシロ内部にも電源回路があって特にバッテリーユニットが無くても直接ACを入力すれば使える。なので今のところバッテリーユニットは無用の長物でしかない。



切り離したオシロ本体を底部から撮影したもの。写っているのはメインボード。

このメインボードを取り出すのにまた悩むことに。どうやらフロントの化粧パネルや内部の電源ユニットとCRT部分はそのままでメインボードだけ外せそうな感じ。メインボードを固定する底部の周辺のあるネジを外すと簡単に取り出すことができた。



デジタルオシロの心臓部分はたったこれだけである。まあどこも大抵はこんなもの。サンプリングレートが高速になればなるほど高速動作のために特種な半導体部品や回路構成となる。これは200Ms/sのオシロなので今では自作もできるのではないかという範疇。



ほとんど抜け殻となった本体部分。フロントパネルの化粧板とその裏のスイッチLED基板はフラットケーブルをメインボードからはずせばそのまま。



メインボードのデジタル回路部分。中央がキャプチャ用メモリ。その隣に主要なロジックを収容したゲートアレイ。右側にタイムベース用オシレーター（20MHzの水晶とVCO用と思われる高周波コイルが、PLLシンセサイザーだろうか）、左側はマイクロコントローラー回路。



マイクロコントローラはMC68HC11、比較的当時は妥当な68000系の組み込み用マイコン。



オシロのメインロジックを構成するASIC。当時ポピュラーなNECの比較的大きなゲートアレイが使われている。現在ならさしずめFPGAとかで出来てしまう感じだろう。



設定を保持するためのバックアップ用リチウム電池。まだ生きている。一度交換された後があるのでまだ新しいのかも。



今度はアナログ回路部分。サンプリング用の高速ADコンバーターが中央に放熱板付きで載っている。ECLかそういったテクノロジーを使っているようで周辺にECLとTTLをインターフェイスするためのトランジスタが並んでいる。その回りにCRT偏向用のノコギリ波を出力するDACとや問題のキャリブレーション回路とかが並んでいる。電源デカップリング用のコンデンサはすべてハーメティックシールタンタルである。



アナログ回路の残りはアッテネーターブロック。シールドで隠れて見えないがソリッドステートなプログラマブルアッテネーターが使用されている。



最後が問題のキャリブレーション信号オシレーター。JFETオペアンプを使った矩形波発振回路だと思うが、出力保護回路は無いのだろうかと不思議に思っていた。しかし良くみるとどうやら保護回路が存在するように見える。右上のコネクタはフロントパネルのキャリブレーション信号出力端子用。その下にショットキーバリアダイオードとおぼしき保護回路が見える。この保護ダイオードが壊れている可能性も否定できない。

果たして壊れているのはオペアンプなのか疑わしくなってきた、とういうのもオペアンプが壊れれば発振自身もしなくなるはずが、わずかな振幅だけは出ているのでそうとも言えない。

少しプリント基板上の回路を追ってみて仮組みして動作中のオペアンプの各入出力信号を観測してみたほうがよさそうである。取り替えるのは壊れているのが確定してからで良い。

といっても分解したオシロは居間のテーブルのまな板の上だし。もう一台のオシロは実験室兼書斎の中にずっしり横たわって簡単には運べないHP16500Bだし。自分で自分の信号を観測させるしかないか。

自宅に近い川崎店は土日休業なので土日もやっている横浜店（小机）まで足を伸ばして行ってきた。

昔となり駅の新横浜に通勤していた頃があり懐かしい風景。

横浜線小机駅で降りて新横浜の方に面通りを歩いてゆくと程なくして到着。

店内はなんとなく若松通商のような感じ、いろんなパーツや電気工事用パーツがところ狭しと並んでいる。LF353Mと2SA933をお願いして出してもらい購入。合計252円だった。往復の電車賃の方が何倍も高いけどDigiKeyとかだと3000円は無条件にかかってしまうので良しとしよう。通販もやっているのでいろいろまとまった製作の時はここも頼りになりそうな感じ。

横浜は工学系の大学とかもいろいろあるのでそのへんでパーツの需用はあるのかもしれない。それに昔から通信系のメーカーとか近隣の駅には事業所をかまえていたりするし。

トラ技とかにも時々広告が載っていたりして見覚えはあったのだが今度からもっと活用しよう。川崎なら近いし。

アマチュア無線家の自作カウンターの回路とかで使用されている富士通製のプリスケーラーであるMB506もやはり出力はPECLレベルで振幅が1vppぐらいしかない。

それを使った1GHz帯のプリスケーラー回路ではPNPトランジスタを使ってうまいことTTLのレベルにトランスレートしているのを発見。

それまでNPNトランジスタでいろいろシミュレーションしたけど100MHz入力になるとバイアスやら入力振幅のマージンが厳しいとかいろいろ問題あり。

PNPにすればちょうど逆になるのでやりやすい。hfeが120以上あれば十分100MHzまでTTLの閾値レベルでトグルできる。

問題は手持ちにhfe 120以上あるPNPトランジスタが無いことだ。

サトー電気でLF353Mと一緒に見繕って買ってこよう。2SA933とかが使えそうだ。

とりあえず16pin ICソケット上に空中配線で新しいプリスケーラー(MC12080D)を使ったオリジナルのSP86080Bとピン互換な回路を構成してSP86080Bの代わりにプリスケーラー基板に載せることをやってみた。

結果は、カウンターそのものとしてはやはりプリスケーラーの出力レベルがTTLではないためカウンターとしては動作しないがプリスケーラーそのものとしての動作は仕様通り動くことが確認された。

一応オリジナルのSP86080Bでは達成できなかった1.099GHzまでの入力に対して安定してプリスケール動作をしていることがプリスケール出力を別のカウンターでトグル周波数測定することで確かめられた。データシートから見ると実力は更に上を行くと思われるがこれより高い周波数の信号源が無いので確認できず。



以下は10MHz入力でプリスケーラーの出力をオシロで確認したもの。



振幅が仕様通り1V前後しかないのでレベル変換だけではTTLに直すことはできない。DCをカットして高速のトランジスタをスイッチングしてやればなんとかなりそうな気はする。

がーん、届いたけどオペアンプが注文間違えてた。

LF353MのはずがLM358Mになってた。注文する時に良く確認しないと。

あとでトラ技の広告を見たら川崎にあるサトー電気でLF353Mを置いてあることが判明。

DigiKeyに注文するまでもないので今度買いにいこう。秋葉原より近くて良いかも。

プリスケーラーは間違いなく来たけど、PECL-TTLトランスレートが需用の無いICなので最低注文数が198とかなってるし。絶望的。トランジスターでトランスレートできないか実験してみよう。

使われているカウンターICのデータシートを見ると外付けの水晶発振子以外に外部発振器入力ピンもあることを発見。

外部オシレータ入力ピンに100kHz以上の信号を検出すると自動的にそちらをタイムベースとして使うらしい。そうでない場合は外付け水晶発振子を。

ということでケースに穴開けしてコネクタとケーブルでつなげば外部の高安定基準周波数を入力して高安定な測定ができるということになる。

プリスケーラーをうまく取り付けられたら試してみよう。

1GHzクラスのプリスケーラーが入手できるということは1GHzぐらいまでの周波数カウンターは誰でも自作できるということ。

実際にPICとかでこしらえているアマチュア無線家とかも多いし。

それとて市販品でも数万でアジアメーカーのが買える時代なので意味がないかもしれない。

自作するとすれば高安定基準発振器を備えるか、もしくは外部からタイムベースを入力して高精度、高安定なものを作るというのは有りかもしれない。

FPGA/CPLDを駆使すれば10桁を超えるものも作ることは可能かもしれない。

以前万年カレンダー時計をFPGAで作った時はあれはあれで14桁も表示していたし。