HF-SSTC製作中

前回まで、CPLDを使って48MHzを4MHzに落とす発信器を作ろうとしていたけれど、手持ちのMAX2が調子が悪く、書込みができても動作してくれない。仕方なく、別な方法をとることにした。

手持ちに4MHzのクリスタルと74HC04APがあったので、これで発信器を作った。とても簡単に安定したものができた。

CPLDを使うのは、完成後でも良かったのだから、もっと早く気がつくべきだった。ついでに色々できるように作っておこうと考えたのがよくなかった。



波形は正弦波ではなく、矩形波に近いが、０Vから５Vまでしっかりと振幅しているので、MOS-FETを駆動するにはこちらのほうが都合がよい。

4MHzの発信器はこれでOKとして、次はバッファと１段目のMOS-FETアンプ部の製作。




バッファ部は、バイポーラトランジスタのコンプリメンタリーである2sc2120と2SA950Aでプッシュプル構成。このセットで約1Wまで出力可能。

MOS-FETは、手持ちのものを色々検討し、2SK2232を選定。定格が60V25A、Cissが970pFだから、少し負荷が大きいかな。計算すると、ゲート駆動エネルギーが69.8nJ、4MHzで動かすと0.559Wとなる。バッファの能力は超えていないので十分ドライブできそう。
ただ、お手本となる回路に使われているチップはIRF520で、Cissが460pFだからさらに軽いものを使っているようだ。

それで、秋葉原に近いものが無いか探したら、鈴商さんに2SK2399というのを見つけた。Vdssが100Vで、Idが5A、Cissが500pF。IRF520に比べると、ドレイン電流が10Aに対して５Aなので、少し貧弱かもしれないが、エンハンスメントモードというVthが0.8～2Vなので扱いやすそうだ。とりあえず実験用に数個買った。

バッファと1段目のMOS-FETの間にトロイダルコイルが入っている。通常は、ゲート抵抗をつないでMOS-FETを駆動するのだが、どういうことだろう？ということで実験してみた。

MOS-FETはつけずに、変わりにコンデンサを負荷として試してみる。

いろいろな巻き数で試した結果、フェライトコアFT-23の#61に、10：12でうまく同調するものができた。






画像の上がバッファの入力電圧で、下が負荷としてつけたコンデンサの電圧波形。







試しにコンデンサの容量を半分にしてみたら、やはり波形が乱れてしまった。この結果から、MOS-FET（のCiss）が変わったら、その都度調整が必要だということが分かる。

実際のMOS-FETをつけて、まずは、トロイダルコイルなしに直接駆動するようにしてみた。

はじめは、短時間だから大丈夫かなと放熱器なしだった。しかし、あっという間に熱を持ち始めてブレッドボードが溶け出したので、あわてて電源を落として放熱器をつけた。

MOS-FETの負荷として、本来なら2段目のMOS-FETがつくところに、コンデンサをつけた。


トロイダルコイルなしにしてみて分かったことは、容易に高調波で発信してしまうということだった。

画像の上が、ゲートの入力電圧。
真ん中が、ドレイン電流で500mA/DIV。
下がドレイン電圧で、10V/DIV。

約20MHzぐらいでリンギングしている。

ちなみに、ドレイン電流を測りたくて、トロイダルコイルでカレントトランスを作った。

FT-37の#43にAWG32で51回巻き。これに51オームの抵抗をつなぐと１A=１Vとなる。




ここまで作業を進めてきて、まるで無線機を作っているようなものだと思った。
それと同時に、オシロスコープのプローブをあてると、波形がいろいろと変化してしまって、正しい観測ができなくなるという問題が顕現化してきた。なんとかしたい。