Driscoll 型OSC 開発録その１ ― 2020年02月03日 20時53分45秒
andrea_moriさんが、diyAudioにおいてフォーラムを開設したときに書いた趣旨を読むと原回路を忠実に再現することよりも、優れた水晶発振子を使って誰でも高性能の発振器を作れるようにすることを目的にしたと読める。実際、彼が配布しているOSC基板はDriscoll型であると称しているが、Driscollの特許に書かれている原回路と比べると似て非なるもので、この基板をDriscoll型を称するのはどうかという疑問が湧く。
とは言え、確かに制作は比較的に容易であって、出てくる音もすばらしいとなればandrea_moriさんの努力には感謝しなければならない。
andrea_moriさんの基板をいじりながらいろいろ発振器の初歩を学ぶことができたので、次の目標としてDriscollの原回路を再現してみることにした。
世の中は実に便利で、Driscollの特許は世界中どこでも誰でも閲覧できる。この特許文の素晴らしいところは、回路について詳細な解説がついていることで、おおいに参考にさせてもらった。ただし斜め読みだが。明日から大腸のポリープを取るために数日間入院するので、病院のベッドで詳細を読むことにしている。
いきなり回路を組むのはさすがに躊躇した。というのは、これまで使ったことのないトロイダルコアが登場するからである。ここはまず、定番の「定番トロイダル･コア活用百科」でお勉強。45MHz帯に最適なトロイダルコアとしてT-50-10（黒）を選定する。
一次側のインダクタンスを1uHとすると、巻き回数は18回。このあたりの計算もネットに出ていて実に便利。２次側はシミュレーションによれば0.05uHがよいとのことで、４回巻きとなる。
途中経過を省略すると、実際に動作するようにいろいろ調整した結果が次の回路図。
回路図のC4 5pFは実際にはエアバリコンになっていて、発振出力が最大になるように調整する。ただしmaxに合わせると発振停止することもあるので、微妙にmax一歩手前で止めておくのがコツのようだ。
なお断っておくが、Driscollの原回路には二個のダイオードを使ったリミッタ機能とフェライトビーズがあるが、今回は未実装である。これについては今後研究する予定である。
具体的な実装の様子については次の欄で。
とは言え、確かに制作は比較的に容易であって、出てくる音もすばらしいとなればandrea_moriさんの努力には感謝しなければならない。
andrea_moriさんの基板をいじりながらいろいろ発振器の初歩を学ぶことができたので、次の目標としてDriscollの原回路を再現してみることにした。
世の中は実に便利で、Driscollの特許は世界中どこでも誰でも閲覧できる。この特許文の素晴らしいところは、回路について詳細な解説がついていることで、おおいに参考にさせてもらった。ただし斜め読みだが。明日から大腸のポリープを取るために数日間入院するので、病院のベッドで詳細を読むことにしている。
いきなり回路を組むのはさすがに躊躇した。というのは、これまで使ったことのないトロイダルコアが登場するからである。ここはまず、定番の「定番トロイダル･コア活用百科」でお勉強。45MHz帯に最適なトロイダルコアとしてT-50-10（黒）を選定する。
一次側のインダクタンスを1uHとすると、巻き回数は18回。このあたりの計算もネットに出ていて実に便利。２次側はシミュレーションによれば0.05uHがよいとのことで、４回巻きとなる。
途中経過を省略すると、実際に動作するようにいろいろ調整した結果が次の回路図。
回路図のC4 5pFは実際にはエアバリコンになっていて、発振出力が最大になるように調整する。ただしmaxに合わせると発振停止することもあるので、微妙にmax一歩手前で止めておくのがコツのようだ。
なお断っておくが、Driscollの原回路には二個のダイオードを使ったリミッタ機能とフェライトビーズがあるが、今回は未実装である。これについては今後研究する予定である。
具体的な実装の様子については次の欄で。
Driscoll 型OSC 開発録その２ ― 2020年02月03日 21時55分01秒
今回は試作なので、ずっと以前に何のために買ったのかすっかり忘れていたサンハヤトのICB-960SEが棚に置いてあってのでこれを使った。片面がベタアースになっていて高周波回路に最適である。
トロイダルコアとその左側にあるエアバリコンが見える。バリコンを使うのは、中学時代に超再生ラジオを作って以来だろう。秋月電子でたまたま売っていたのだが、これを入手できたのは幸運だった。調整範囲は1.9〜16pFとなっている。1pFあたりまで調整できれば良かったのだが贅沢は言っていられない。3pFを直列に入れてしのいだ。
基板の上には水晶発振子が二個あるので、奇妙に思われたかもしれない。実は、Driscollの特許には水晶発振子を二個シリーズ接続する例が掲載されていたのでやってみたのである。結果から言えば、いとも簡単に動作した。ただし、である。ケーブルを含む負荷をつないだら発振が停止してしまった。おそらく二個シリーズ接続で安定動作させるためには少し工夫が必要なようで、これは次回の課題とする。
ケーブルなしで47Ωだけの負荷で観測した波形は次の通り。
よく見ると完全な正弦波ではなく、わずかに歪んでいる。どのようにしたら美しい正弦波が出てくるのか。ここあたりは素人には難しく職人技である。
DACへ接続してどんな音が出たかは次の欄で。
トロイダルコアとその左側にあるエアバリコンが見える。バリコンを使うのは、中学時代に超再生ラジオを作って以来だろう。秋月電子でたまたま売っていたのだが、これを入手できたのは幸運だった。調整範囲は1.9〜16pFとなっている。1pFあたりまで調整できれば良かったのだが贅沢は言っていられない。3pFを直列に入れてしのいだ。
基板の上には水晶発振子が二個あるので、奇妙に思われたかもしれない。実は、Driscollの特許には水晶発振子を二個シリーズ接続する例が掲載されていたのでやってみたのである。結果から言えば、いとも簡単に動作した。ただし、である。ケーブルを含む負荷をつないだら発振が停止してしまった。おそらく二個シリーズ接続で安定動作させるためには少し工夫が必要なようで、これは次回の課題とする。
ケーブルなしで47Ωだけの負荷で観測した波形は次の通り。
よく見ると完全な正弦波ではなく、わずかに歪んでいる。どのようにしたら美しい正弦波が出てくるのか。ここあたりは素人には難しく職人技である。
DACへ接続してどんな音が出たかは次の欄で。
Driscoll 型OSC 開発録その３ ― 2020年02月03日 22時12分13秒
いよいよDACへ接続して音出しである。机上ではきちんと発振することを確認していたので、すぐに音が出るものと思った。ところがノイズしか出てこない。よくみたらケーブルが負荷となって発振が止まっていた。あれやこれや調べた結果、発振子を一個としたら発振した。おそらく水晶発振をシリーズ接続した場合、今の回路定数では負荷の影響を受けやすいのだろうと推測。
andrea_moriさんの基板を外して新しい基板を入れる。
電源は菊水の実験用電源でエージングなし、おまけにオーブンなしだから、ハンディは大きい。それなのに出てきた音はandrea_mori版から明らかに向上している。空間がますます静かで透明になり、音に鮮やかな色があるかのような様子である。とにかくやったかいがあった。
こんな簡単な回路でこれほどの改善効果があるとは驚きである。発振回路の教科書にはハートレイやコルピッツが紹介されても、Driscollが載っていたのを見たことがない。不思議である。
我が国でDriscoll発振器に言及したのは私の知る限り、メーカーなどの専門家を除けば民間人ではrtm_iinoさんが最初であろう。「新大陸への誘い」の管理人さんが2017年5月13日の記事で紹介している。
こんな素晴らしい回路をもっと多くの人に使ってもらいたいと思う。ただし回路が音を出すわけではない。どんなに優れた回路でも水晶発振子の性能がすべてを左右するのは確かであることを付言しておく。
andrea_moriさんの基板を外して新しい基板を入れる。
電源は菊水の実験用電源でエージングなし、おまけにオーブンなしだから、ハンディは大きい。それなのに出てきた音はandrea_mori版から明らかに向上している。空間がますます静かで透明になり、音に鮮やかな色があるかのような様子である。とにかくやったかいがあった。
こんな簡単な回路でこれほどの改善効果があるとは驚きである。発振回路の教科書にはハートレイやコルピッツが紹介されても、Driscollが載っていたのを見たことがない。不思議である。
我が国でDriscoll発振器に言及したのは私の知る限り、メーカーなどの専門家を除けば民間人ではrtm_iinoさんが最初であろう。「新大陸への誘い」の管理人さんが2017年5月13日の記事で紹介している。
こんな素晴らしい回路をもっと多くの人に使ってもらいたいと思う。ただし回路が音を出すわけではない。どんなに優れた回路でも水晶発振子の性能がすべてを左右するのは確かであることを付言しておく。
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