秋葉原で抵抗器を売っている店は沢山あれど、一番良く使われる1/4W以外のワット数となるど段々と限られてくる。

NFのオシレーターで被服材がボロボロになっているものの消費電力を抵抗の両端の電圧降下と抵抗値から算出すると、1Wは超えないもののどちらも1/2W前後消費していることがわかる。

なので使用する抵抗器はその２倍の1W以上のものを使う必要がある。

更に問題となるのは高いワット数の抵抗器も揃えているお店ではスペースの関係で品揃えが少なくて済む標準数列(E12)のしか店頭に置いてなかったりする。今回E24数列のものが必要。店によっては言えば出してくれるところもあるが、ガード下のお店とかはさすがにそれも無い。

結局ラジオデパートの２ＦでE24数列のもの(1.5kと3.6k)を購入。

でも持ち帰って現在実装しているものを見たらカーボン抵抗なためか買ったものよりも大きさが大きい。購入してきたのは金属被膜抵抗なので同じワット数でも一回り小さいのかもしれない。

NFのオシレーターの現状の周波数ジッター性能を測定してみると、かなり良くない。

1kHz出力時の周期偏差のsigmaが200uS前後である。Maxは1msecを超えている。一番短い周期と一番長い周期の差が1msecを超えるということだろう。なんだそれは。

これはまだバイパスコンデンサの50V 1uFが古いままの状態なので交換した後でまた測定してみよう。

高安定度モードでも劇的には改善されない。sigmaが100uS前後になる程度。

1mS周期でこれだから何をいわんやである。

元々の発振は２つのFETで行っており、たぶん真空管回路をそのままトランジスタで置き換えたような感じにみえる。回路インピーダンスが非常に高いので要所の電圧とかを測定しようとするとたちまち発振が停止する。

電流が流れて発熱が激しい抵抗器の電圧降下を測定しようとすると発振が止まってしまう。非常に敏感である。その抵抗器を指でふれただけで出力レベルがハンチングすることもある。ハンチングの源は源発振回路にあったわけだ。

これも電解コンデンサを交換すれば改善されるのだろうか？わからない。

YHPのオシレーターやWavetekのPLLシンセサイズオシレーターを同じようにジッターを測定してみたら、意外なことにNFのオシレーターが一番優れていた。

どれも傾向として出力振幅を大きくするとジッターが増加するということ。

これは振幅を大きくすると歪み率が増えるのと同じような感じ。

負荷抵抗を接続していないのでちょっとしたノイズとかでオフセットが変動する。その影響もあると思われる。

600Ωの負荷抵抗も必要だ。

バイパス用電解コンデンサ50V 1uFを５つとも交換し、発熱で被服材がひび割れしていた抵抗器も交換。

周波数ジッターを測定し直すと、交換前よりも改善されていた。

sigmaが100uS前後と以前の半分になった。手元で持っている低周波オシレーターの中では一番状態が良くなった。

負荷抵抗600Ωを出力に接続してレベルを測定するとレベルメーターを0dBにした場合にオシロでの振幅は約2Vp-pなので0dBで合っている。

周波数を大きく変更すると出力レベルがバウンスするのは以前と変わらない。静定した時のレベルは一定しているので問題ないだろう。こういうものなのかもしれない。

少しエージングすれば更に落ち着くだろう。

抵抗器は一部2Wのものに変えたが、それでも大分抵抗器の温度は上昇する。金属皮膜抵抗なので温度係数はカーボンより低いとはいえ小さい1Wの抵抗器だと熱抵抗が高いのでいずれ被服材が劣化するのは明らかである。倍の抵抗値のものを２つ並列にすれば一個当たりの抵抗の発熱量は半分になるがかさばるのでやらなかった。

普通にジッターカウンターで800回サンプル平均で周期を測定しても1kHzのはずがかなり平均値がばらつく。

サンプル数可変設定で2500回とかに増やすと大分安定して1ms近い値で落ち着く。

低周波なので０クロスポイントでの周期測定はノイズとかの影響でかなり微妙であるのはうなずける。

デジタルオシロの蓄積表示モードとかを使えばジッターの範囲とかもわかるのかもしれない。アナログオシロとかで見る限りではほとんど目立つジッターは見えないのだが。多少波形に細かなさざ波が立つのが見える程度。どっかからか高周波が乗っている感じ。

アナログ信号の測定はノイズとかがあるのでデジタルのように理論通りとはいかないので難しい。

NFのオシレーターの周波数を100kHzにするとジッターはsigmaで1ns未満にまで下がる。

100kHzの周期は10uSなので1nsというとその10000分の1すなわち0.001%ということになる。これがたぶん本当の実力だろう。

一方1kHzだとsigmaは100us台なので周期が1msに対して10分の1(10%)と大きい。なんだんだ。

実際にはそんなにジッターは無いように見えるのだが、信号の変化が緩慢になるとノイズ変動とかでジッターが増えるのか。

確かにジッターカウンター自身からノイズが出ているようにも見える。

ちなみに10kHzの時は10us未満なので周期100uSに対して10分の1は変わらず。

100Hzだとsigmaが2msとか。大分悪くなって10分の2程度。

更に出力負荷を加えるとジッターが増加するのはやはりノイズの影響だろうか。

アッテネーターやDCカット用電解コンデンサとかから出るノイズが影響するのだろうか。それともジッターカウンターから出ている高周波ノイズの影響だろうか。

わからない。

デジタルオシロで蓄積モードでジッターを観測してみた。

グリッドの升目は20msで水平軸の細かいメモリは4ms。



振幅はかなり変動がある。永久に静定していないようだ。

水平方向ではやはり4ms近くは前後しているのでsigma 2msはまんざら嘘ではない。

100分の2ということで2%のジッターである。

1kHzでも同様にやってみた。



どうみても200uSものジッターがあるようには見えない。

周期が1msで変動があったとしても40uS未満だ。どうもジッターカウンターの挙動が怪しい。

オシレータの性能としては周波数が上がるにつれてジッター比率は少なくなっていくように見える。

同様に最高周波数の500kHz。ジッターカウンターは500psとかふざけた値を示している。



実際は50nsぐらいだと思われる。2桁違う。ジッターカウンターが故障しているのかもしれない。たぶん100psのタイムベースが正しくないのだろう。

次ぎのターゲットはジッターカウンターか。しかし100psなんて測定する手段が無いな。

ジッターカウンター自身は問題なさそうなのはテスト動作で自分の10MHzのタイムベースのジッターを計測する動作で確認できる。

sigmaは50ps前後で非常に安定している。10MHzの周期は100nsなので、変動率は10万分の50ということになる。50ppmか。

問題なのは低周波の正弦波を観測した場合。最長周期の計測結果に問題は無いが、最短周期の計測結果がns台なのが問題。

低周波になると波形の変化が急峻なところが無いためちょっとしたノイズが短いパルスとして誤検出されてしまう。このため結果的に異常に分布範囲が大きい（周期とおなじぐらい）。

少ないサンプル数で最長周期を測定すると1kHzの場合、数百ns台以下が変動するもののuS台は安定している。なので普通に見てもジッターはそんなに大きくないはず。最短周期が極端に短い値が計測されるのでそれによって平均値が大きく変動し結果的に信頼できない値が表示されてしまう。

なんらかのローパスフィルターを入れないと低周波の場合には正しい測定ができないという結論に。