016: 100KHz crystal calibrator

 永らく放置していた古いHC13/U型水晶発振子を見つけたので、昨年製作したオートダイン用にと100KHz発振出力をダイオード逓倍する1960年代スタイルのキャリブレータを作ってみた。(すべてがデジタル式の現代にあっては想像し辛いが、当時は分周用のフリップフロップICもまだ一般的ではなかったから、各局とも100KHz或いは1MHzの水晶発振器の高調波をJJYで較正して使っていた)。

 HF帯のATカット振動子と比べCI値(等価抵抗)が高いから少し発振し辛いが、無調整回路のBE間とCE間の容量性負荷(図中のC1、C2)を調整すると具合の良い点が見つかる。Geダイオードのバイアスを調整すると高次高調波の出方が変化するが、概ね30kΩ辺りが良好だった。

 100倍以上の高次高調波を使うので、原振には±1Hz以内の確度が求められるが、これは100KHzにとって10ppmだから室温環境で使うなら心配いらない。HFのJJYは2001年に停波したが、今は高精度の周波数カウンターがどこでも手軽に使えるから較正も問題ない。ベース側の負荷容量C1を増減して周波数粗調整し、±1Hzの最終追い込みは100KΩ VRの微調で容易に達成できる。

 展示品を受信機につなぐと、信号強度は3.5MHz帯でS9+8dB、7MHz がS9、14MHzで S6~7を示した。28MHz帯ではS1まで大きく落ち込んだから、10数dBの高調波アンプを入れれば使い易くなると思う。2020年5月、コロナ緊急事態宣言の期間に製作。



One day I found an old HC13/U 100KHz crystal left for a long time in my parts box, and a crystal calibrator was manufactured for the Autodyne which was made nine months ago.

I chose an old circuit style of 1960’s which consists of a Pierce oscillator and a diode multiplier to generate harmonics. C1 and C2 of the Pierce oscillator was chosen carefully as a capacitive load to get a stable oscillation, and the diode bias was adjusted to make its harmonics level higher (Vr1 was set around 30KΩ). The frequency accuracy of ±1Hz which is equivalent to 10ppm of 100KHz is necessary, and It’s easy to achieve in the room temperature circumstance. C1 was set to the appropriate capacitance in the frequency rough adjustment, and the fine adjustment was easily done by tweaking the trimmer resistor.

After I connected this to my receiver, I got S9+8dB on 3.5MHz, S9 on 7MHz, S6 to 7 on 14MHz. As it dropped down to S1 on 28MHz, it seems that I had better add a harmonics amplifier of 10 to 20dB gain for the higher bands. Making was in May, 2020 during the Covid-19 emergency declaration period.

 

 

 

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2020年07月04日