Elec/KitApp/ファンクションジェネレータ

はじめに †

アンプの調整で使う基準の音源を作るため、ファンクションジェネレータを製作しました。
実は２・３年前に何となく秋月電子の「ＭＡＸ０３８精密波形発生キット」を買ってしまって、
さてどう使おうかとそのまま仕舞い込んでいたのを、やっと引っ張り出して使い道を見つけたのですが・・・

今回は、ただ波形発生するだけでなく、発振周波数もすぐに確認できるよう、周波数カウンタも搭載しました。

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ブロック構成図 †

ユニット	活用キット	メーカ
発振回路	ＭＡＸ０３８精密波形発生キット	秋月電子通商
安定化電源	３端子±電源回路キット	谷岡電子
周波数カウンタ	液晶表示汎用カウンタ	picfun.com(を参考に自作)

くせ者なのは、±5V電源の作り方・・・
簡単にスイッチング電源で対応しようかと思ってたのですが、-5Vを出せる物が売ってない。
しようがないので部品集めて作るかと思ってたところに、たまたま日本橋の千石電商で見つけたのが、
谷岡電子のキットでした。
基板、部品は揃ってて、後は適当なトランスを買ってくるだけというお手軽キットです。

周波数カウンタは、「たのしくできるPIC電子工作」にて紹介されている周波数カウンタで、10年くらい前に作った物です。
オシロスコープを購入してからすっかり出番が無くなっていたので、こちらに流用しました。
こういったところが、自作ならでわですねぇ。

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サブ組立 †

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発振回路 †

マニュアルに従って組み立てます。
ケースに組み込んで配線しますので、
直接関係ない部品は取り付けません。

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安定化電源 †

マニュアルに従って組み立てます。
トランスは別売です。
今回はSL09330(9V330mA)を使用しました。

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周波数カウンタ †

（写真撮り忘れた・・・）
測定可能な周波数帯域は2.4MHzまでです。
それ以上は表示が狂いますが、基本的に本機だけで使うことはなく必ずオシロスコープがつながってますので、
厳密な周波数はオシロスコープにて読み取ることとします。

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レンジ切り替え †

意外と悩んだのが、周波数レンジを切り替える部分。
当初はマイコン＋リレーを用いて、ボタンで順番に切り替える構成を考え、ブレッドボードでの試作までは行いましたが、
家に転がっていたケースのサイズ制約により、ロータリースイッチで直接コンデンサを取り付ける事としました。

2回路6接点タイプを使用しています。
発振回路の方は、マニュアルでは9レンジ使用できる事となっていますが、今回はオーディオ調整用と目的が決まってますので、
最高周波数のレンジ(22pF:2.5～20MHz)と最低周波数側のレンジ(470uF:0.1～1.5Hz, 100uF:0.5～7.5Hz)は取りやめ、
レンジを10uF:5Hz～82pF:9.2MHz対応としました。

	最低周波数側の10uFレンジのコンデンサ。電解コンデンサは使わず大容量のセラミックコンデンサ4.7uFを2個並列で使用しています。（マルツパーツ館で購入できます）
	半田付け完了後の様子。もうバラしたくない・・・ロータリＳＷのコモン端子２カ所から、直接発振回路のC1まで配線します。

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信号切り替え †

発振回路は、「三角波」「正弦波」「矩形波」の三種類が出力できます。また、デューティ比も調整できます。

波形の切り替えはJU1, JU2 の組み合わせで対応できますので、マニュアルに従い、
2回路3端子のトグルスイッチを使って切り替えスイッチを製作します。

デューティ比は、JU4をショートすると50％に固定します。
通常は固定で使用する場合が多いと思いますが、
矩形波でサーボモータを動かす場合などにデューティ比の調整も必要ですので、
こちらも2Pのトグルスイッチで切り替え可能としました。

頻繁に切り替える物ではないので、配置はケース背面とします。

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総組立 †

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ケース加工 †


	ケースは、リード PS-3を使用しています。（外形寸法：160mm×70mm×130mm）中に組み込む基板類に対し、ケースのサイズがぎりぎりですので、干渉がないよう配置には十分注意します。

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レタリング †

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組み立て †


	組み上げの順番に写真を示します。

	上段：発振回路下段：周波数カウンタ
	組み立て後の外観です

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調整 †

調整する箇所はありません・・・動作チェックです。
100Vを使っているので、通電前は配線に間違いがないことを十分確認してください。

ヒューズは100V側回路に必ず付けてください。（今回は0.2Aのヒューズを使用）
できれば、過電流保護（1Ａ程度のブレーカ）がついたテーブルタップがあれば、
不具合があったときにとどめを刺されなくて安心です。(^^;

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所感 †

ケースに何とか収まって良かった・・・
とりあえず使ってみた感触としては、たまに信号が安定しないときもありますが、
ちょっと使うくらいでは問題はなさそうです。

実力としては、最低周波数：15Hz～最高周波数:約5MHz （波形はやや崩れますが8.9MHzまで）程度です。
音波の領域で使うには全く問題ないです。