水晶振動子測定冶具　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２００６年２月１２日製作

CQ誌２００６年２月号１２４ページに紹介された水晶の測定冶具を作成してみました。
製作済みのFRMSと今回の冶具を組み合わせて水晶の特性をみてみました。

どうやって実装するか思い悩みました。結局、プリント基板作成の練習の意味合いもあると考えてPCBEで版下作成し、エッチングまでやってみました。何とか、プリント基板ができました。ただ、今回は天気が良かったので日光での露光を試みたところ、少し露光が不足だったようで、配線のエッジが多少ボケています。３ｄｂのATTが水晶の両端に入るのですが、奮発して１本１０円の１％級金属皮膜抵抗を使ってみました。

手元に大量にある８MHｚのHC-49/U水晶を取り出して、測定してみました。上のスクリーンショットはその測定状況です。
うーん、8MHz表記ということで、直列共振周波数 ｆs はそれよりも２．５KHｚほど低い左側の赤点線位置で、で7997.545KHzになってますね。しかし、並列共振周波数 fp は谷がつぶれていてどうもうまく読み取れません。
谷がつぶれているのは原因がわかりません。

という訳で、少なくとも直列共振周波数についてはバッチリ読み取れてますので、ラダーフィルタ作成のための水晶選別には今回の冶具が活躍しそうです。Hi

２００６年２月２０日　追加実験

ＦＲＭＳのＲＦ出力にアッテネータを入れ、信号レベルを調整し、特性を改めて取ってみました。並列共進周波数が何とか読み取れます。どうやら、並列共振周波数特性は信号レベルに敏感なようですね。９ｄＢほど絞って測定したところ何とか読み取れるディップ位置が見つかりました。
さて、ここまで測定できたのだから、いよいよラダーフィルター設計、製作に突入します。


２００６年２月２５日　追加実験

さて、治具を使って上述のピークとディップ位置から直列共振周波数、並列共振周波数を測定しました。また、端子間容量をＤＥＬＩＣＡのミニブリッジで測定しました。気力が続く範囲で、できるだけ多くという訳で8MHz表記のHC-49/Uを３２個測定しています。再現性確認やなんだかんだで、この測定にはほぼ１日を費やしてしまいました．．．．クリスタルにマジックインキで試料番号を書き込んで、測定した結果をExcelシート上で整理し、直列共振周波数でソートしてみました。うーん、以外にバラついているものなんですね。やってみるもんだ。HC-49/Uの容器が持つ静電容量が０．９ｐＦと言うことで、端子間容量の実測値から０．９ｐＦを引いて補正後の値を求めました。さて、これでラダーフィルタの試作用データが揃いました。次は、このデータを使ってラダーフィルタを設計、評価してみます。さて、手持ちのストック品のコンデンサで間に合うかな。

直列共振周波数(Hz) 並列共振周波数(Hz) Δf(Hz) 端子間容量(pF) 補正後
試料番号 fs fp fp-fs Cs Cs'
4 7,997,411 8,014,821 17,410 7.6 6.7
8 7,997,411 8,014,911 17,500 7.4 6.5
5 7,997,500 8,014,464 16,964 7.6 6.7
30 7,997,500 8,014,464 16,964 7.5 6.6
19 7,997,500 8,014,554 17,054 7.6 6.7
28 7,997,500 8,014,554 17,054 7.6 6.7
3 7,997,500 8,014,643 17,143 7.5 6.6
7 7,997,500 8,014,643 17,143 7.4 6.5
18 7,997,500 8,014,732 17,232 7.6 6.7
21 7,997,500 8,014,732 17,232 7.5 6.6
32 7,997,500 8,014,732 17,232 7.6 6.7
25 7,997,500 8,014,821 17,321 7.5 6.6
29 7,997,500 8,014,821 17,321 7.5 6.6
31 7,997,500 8,014,821 17,321 7.4 6.5
17 7,997,500 8,014,911 17,411 7.5 6.6
10 7,997,500 8,015,000 17,500 7.4 6.5
22 7,997,500 8,015,179 17,679 7.5 6.6
14 7,997,589 8,014,286 16,697 7.4 6.5
24 7,997,589 8,014,464 16,875 7.5 6.6
16 7,997,589 8,014,544 16,955 7.4 6.5
1 7,997,589 8,014,643 17,054 7.4 6.5
9 7,997,589 8,014,643 17,054 7.4 6.5
6 7,997,589 8,014,732 17,143 7.6 6.7
11 7,997,589 8,014,732 17,143 7.5 6.6
23 7,997,589 8,014,732 17,143 7.5 6.6
13 7,997,589 8,014,821 17,232 7.6 6.7
20 7,997,589 8,014,821 17,232 7.5 6.6
15 7,997,589 8,014,911 17,322 7.4 6.5
2 7,997,589 8,015,089 17,500 7.6 6.7
27 7,997,589 8,015,089 17,500 7.5 6.6
26 7,997,679 8,014,554 16,875 7.5 6.6
12 7,997,679 8,014,732 17,053 7.5 6.6

まあ、以上のデータと、再現確認も出来たので、この結果を見るかぎり治具としては目標を十分に達成できているように思います。そのため、これで治具のページは終わりとします。

＜ラダーフィルタ設計編（工事中）　へ続く＞

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