XR2206ファンクションジェネレーターキットの周波数をモニタするため、いつものAliexpressで400円ちょっとで購入しました。
商品の表題は、
1 hz-50mhzデジタルledクリスタル発振器周波数カウンターテスターdiyキット5桁高精度デジタル周波数計モジュール
となっており、5桁で50MHzまで表示ですのでXR2206に申し分なく使えそうです。
本来は水晶発振子の周波数を測るための物ですが、この部分は組みつけず周波数カウンターの部分だけを使います。
いつものようにGoogle先生に教えてもらっていると、秋月電子の組立説明書が出てきたので、これを一通り読み込んでから組み立てました。工作キットを組み立てるのは2，3回目なのでスムーズに組み立てることができました。
1．素のままではXR2206のカウンタには不安定
早速、XR2206の出力をカウンタの外部入力端子につないで周波数を見たのですが、値が出たり出なかったり。
XR2206の波形切り替えスイッチや周波数ボリュームをいじりながら、しばらく試していると矩形波だと比較的安定して周波数が表示されるくせが見えてきました。
改めて秋月の組立説明書を読むと、
「外部入力レベルは＋２．５Ｖを中心に振幅する必要があります。また、外部入力は直接ＰＩＣマイコンに入力されますので、十分にインピーダンスが低く、Ｐ－Ｐ５Ｖの振幅がある信号源をお使いください。 」
とあります。さらに周波数によっても影響を受けるようです。
２．プリアンプをカウンタの前段に入れる
高周波数まで安定的にカウンタとして機能させることを考えると、
・矩形波を利用する（XR2206には矩形波の出力があるのでこの信号を利用する）
・矩形波は電源電圧で出力するようだが、周波数が上がると電圧が低くなる
なので、ちょっとしたプリアンプが必要です。
・矩形波を利用する（XR2206には矩形波の出力があるのでこの信号を利用する）
・矩形波は電源電圧で出力するようだが、周波数が上がると電圧が低くなる
なので、ちょっとしたプリアンプが必要です。
回路が簡素だし、他でよく見られる2SK241（国内入手不可）も使わず小型信号汎用トランジスタの2SC1890を使っているので、周波数カウンターのプリアンプを作る ～過電圧破壊からPICを保護というブログで開示されている回路を利用させていただくことにしました。
変更部位
(1) 2SC1890 -> S9018
(2) 220 Ω ->100Ω 小さくした方が周波数検出が良好
(3) 100uH -> なし 20uHを手巻きで作って入れてみたが、数Hzから上限539KHzの範囲で有意差なし。オシロ波形も有意差なし。Φ10xL50mmと大きいので入れない。
(4) 信号入力部
0.1uF -> 0.1uFと並列に1uFを追加。矩形波1Hzが検出できるようになった。0.1uFだとVp-pが5Vを下回り20Hz以下はカウントできない。
元々の基板の回路パターンを利用して構成できるように下記図の配置にしました。
基板上ではこのようになっています。
3．電源
XR2206はDC12Vで動かしていますが、この周波数カウンターは長い間使うには６Vとのことで、LM-2596という降圧コンバータで電源を作りました。
全部繋いだ状態がこれです。
