艦長日誌・私的記録 DS9

　うちのFMチューナー，ケンウッドのKT-1100Dは，以前入手した時にセパレーションが機内温度と共に変動してしまい，故障なのか仕様なのかを判断するためにもう一台入手し，結局現在2台所有することになってしまっています。

　結局この時は2台目もセパレーションが同じように変動することがわかり，仕様として割り切ったという結論になったのですが，問題は2台目が故障していたことです。

　完動品という触れ込みで入手しましたが，検波コイルに内蔵された温度補償用のコンデンサが壊れるという持病でチューニングがズレるという問題を抱えていました。

　結局同等品のコンデンサに交換することで完調となった2台目のKT-1100Dですが，出番はなくずっと押し入れで眠っていたのです。

　しかし，ふとしたことから友人に使ってもらうことになり，動作確認と再調整のために6年ぶりに引っ張り出したというわけです。

　SSGや歪率計も数年ぶりに電源を入れますので心配でしたが，これらは今でも問題なく動いてくれました。ケーブル類が断線してたりして手間取りましたし，調整の手順も忘れており，時間がかかってしまいました。しかしかなりいい仕上がりになったと思います。

　忘れないように調整手順を書いておこうと思います。すでにFMチューナーの修理と調整には有名なサイトが存在し，私もそこで勉強させて頂きましたが，複数あるサイトで数値や順番が一致していなかったり，頼りになるはずのサービスマニュアルが案外使い物にならなかったりということもあり，自分用に調整手順を作らざるを得ませんでした。


(0)準備を念入りにする。KT-1100DはFMモード，IF BANDはWIDE，RF SELECTORはDISTANCE，TUNINGモードはAUTO，REC CALはOFF，PROGRAMはOFF，そしてQUIETING CONTROLはNORMALとして右端に。

(1)まずバリキャップ電圧の調整。アンテナを外し，TP6とTP7に電圧計を繋ぐ。76MHzで3.0V±0.1Vになるようにメイン基板上のL14を調整。

(2)次に90MHzで25V±0.1Vになるようにメイン基板上のTC1を調整し，(1)と(2)を何度か繰り返して追い込む。

(3)次は検波の調整。83MHz,80dB,無変調を受信し，TO10とTP11に電圧計を繋ぐ。0V±10mVになるようにDET基板上のL9を調整。L9内蔵のコンデンサが壊れているとここで詰む。

(4)続いてPLL検波の調整。(3)のまま電圧計をTP12とTP13につなぎ替え，0V±10mVになるようにDET基板上のL12を調整。

(5)次にRFの調整。83MHz,40dB,変調を受信し，DET基板にあるCN3の4ピンとGNDの間の電圧が最大になるよう，L1，L4，L7，L18を調整。

(6)このままIFTの調整へ。(5)からSGのレベルを30dBに下げ電圧が最大になるよう，L10を調整。

(7)ここで神経を使うRFの調整は終わり。続けてオートストップレベルの調整。これは放送局の電波を受信したかどうかを判別するレベルを調整するもので，これを下回るレベルはサーチで引っかからない。83MHz，30dB，変調を受信しメーター基板上のVR1を調整。

(8)チューニングメーターの調整。83MHz，80dB，変調を受信し，バーグラフが中央で白く点灯するようにメーター基板上のVR2を調整。

(9)ここからはいよいよステレオへ。まずはMPXのVCOを調整。83MHz，80dB，無変調を受信し，TP14に周波数カウンタを繋ぎ，19.00kHz±50Hzになるようにメイン基板上のVR4を調整。

(10)次にサブキャリアの調整。83MHz，80dB，SUBを受信し，Lチャンネルの音声出力が最大になるようにメイン基板上のL25を調整。

(11)そしてKT-1100Dのキモの1つ，歪みの調整。83MHz，80dB，モノラルを受信し，音声出力の歪みが最小になるようにDCC基板上のVR3を調整。

(12)(11)のままDCC基板上のVR4を調整し，さらに歪みを最小にする。ここで2次歪みが最小になる。

(13)(12)のままDCC基板上のVR6を調整，さらにさらに歪みを最小にする。ここで3次歪みが最小になる。

(14)次はステレオの歪み。83MHz，80dB，LEFTを受信し，音声出力の歪みが最小になるようにDCC基板上のVR5を調整する。

(15)83MHz，80dB，SUBを受信し，音声出力の歪みが最小になるようにDCC基板上のVR7を調整する。

(16)IF BANDをNARROWに切り替えて，80MHz，80dB，LEFTを受信し，音声出力の歪みが最小になるようにDCC基板上のVR2を調整する。出来れば(9)までを何回か繰り返す。

(17)ここからはセパレーションの調整。IF BANDをWIDEに戻して83MHz，80dB，RIGHTを受信し，Lチャンネルの出力が最小になるようにメイン基板上のVR2を調整。

(18)83MHz，80dB，LEFTを受信し，Lチャンネルの出力が最小になるようにメイン基板上のVR3を調整。

(19)IF BANDをNARROWに切り替えて83MHz，80dB，LEFTを受信し，Lチャンネルの出力が最小になるようにメイン基板上のVR1を調整。

(20)次はSメーターの調整。83MHz，80dB，変調を受信しバーグラフの最も上のセグメントが点灯するようにメーター基板上のVR3を調整。

(21)変調度のメーターを調整。REC CALをONにし，MODULATIONのメーターが4つ点灯するようにメーター基板上のVR4を調整。ついでに75%変調で7つ点灯するかどうかも見ておく。


　ここまででFMは完了です。続けてAMです。

(0)準備として，ループアンテナを取り付け，モードはAM，IF BANDはNARROW，TUNING MODEはAUTO，REC CALはOFFにする。

(1)バリキャップ電圧の調整。TP6とTP7に電圧計を繋ぐ。522kHzで1.5V±0.1Vになるようにメイン基板上のL20を調整。

(2)次に1629kHzで8.0V±0.1Vになるようにメイン基板上のTC2を調整し，(1)と(2)を何度か繰り返して追い込む。

(3)続けてRFの調整。630kHz,30dB,変調を受信し，シグナルメーターが最大になるように，メイン基板上のL21を調整。

(4)今度は1440kHz,30dB,変調を受信し，シグナルメーターが最大になるように，メイン基板上のTC3を調整。

(5)いよいよ最後，IFTの調整。999kHz,30dB,変調を受信し，シグナルメーターが最大になるように，メイン基板上のL22を調整。


　これで全部終了。調整を追い込めなくて故障が見つかったり，設定を変更するのをうっかり忘れたりすると，あっという間に1時間や2時間の時間がかかってしまいます。しかし，これでKT-1100Dは甦ります。

　友人のKT-1100Dは，最終的に歪率が0.02%以下，セパレーションは54dBになりました。チャンピオンではないでしょうが，一応スペックは満足する数値です。

　自分用のKT-1100Dもせっかくなので調整を行いましたが，6年くらいでは調整はそれほどズレておらず，相変わらず調子の良い状態であることがはっきりしてよかったと思います。

　悩んだのはシグナルメーターとオートストップレベルの調整です。サービスマニュアルにある数値をそのまま使うと，どうも調整しきれなかったりするので，いろいろ調べてこの数値で調整することにしました。

　というわけで，調整手順をマニュアル化できました。これで気軽に調整ができるというものです。あとどれくらい使えるか分かりませんが，3年に一度くらいは調整できればと思います。

　電子工作を共に楽しむある友人と久々に話をしたのですが，彼はすでにKiCadを使ってパターンを作り，中国の基板メーカーに発注するという，まさに電子工作の王道を驀進していました。

　翻って私はというと，未だに万能基板とポリウレタン線でコツコツと作っています。この半年は特に規模の大きな回路の配線をやったのですが，私はこの作業が楽しく（おそらく写経というのはこういうものだろう），苦にならないので基板メーカーに作ってもらうようなことはあまり考えていませんでした。

　しかし，彼の作品を見ていると刺激を受けます。私もCADを使って基板を発注してみようと思いました。

　手配線では，小型の部品の配線にどうしても限界があります。0.4mmピッチのQFPでさえも手ハンダでは無理でしょう。QFNなんかは最初からやろうとも思いません。

　アマチュアの電子部品がプロのおこぼれであるという状況が変わらない限り，基板無しで工作が可能な時間はそんなに長くはないでしょう。すでに多くのアマチュアが高度な基板を作っていることを考えると，私もやっておかないとまずいと思います。

　しかし，私の工作はまさに自分のためだけに行っているものです。それも目的があって，そのために工作がベストと判断されたときに行うもので，工作そのものが目的ではありません。

　目的がないのに基板を作る今回の話に私は頭を抱えました。なにか目的をでっち上げないといけないのですが，ふと思いついたのは随分前に夢中になったSi5351Aとtiny13の組み合わせで任意の周波数を作る回路です。これをモジュールにしてしまうような基板なら面白そうです。フットプリントは14ピンのDIPでいきましょう。

　好きな周波数が選べないTCXOの精度で，欲しい周波数が手に入るという長年の夢が，Si5351で実現することに興奮して検討していたのが6年前，I2Cで100ほどのパラメータを設定するのは手作業では無理でどうしてもマイコンが必要ですが，一度設定すれば変更しないものでもあり，高価で規模の大きなマイコンは使いたくありません。

　I2Cが搭載されるようなマイコンはそれなりの価格ですので，私は当時50円だったATTony13にソフトウェアでI2Cを実装して，Si5351Aの設定をさせようとしました。

　ところがAVRはハーバードアーキテクチャで，100ほどのパラメータを定数として配列に取ると，RAMにも確保されてしまいATTiny13のRAMではあふれてしまいます。結果正しい設定値が書き込まれず動作しなかったのです。

　そこで定数を配列に取るとき，プログラム用のフラッシュもしくは内蔵EEPROMから値を参照する仕組みがライブラリに用意されていて，これを使って完成したのでした。

　今回の基板作成で小型のモジュールを作るとなれば，ATtiny13では大きすぎます。なら米粒AVRことATTiny10を使いましょう。

　ATtiny10は秋月で45円時代に10個ほど買ってありましたが，書き込みがTPIであることもあり，買ってすぐには手を出しませんでした。PICKIT4を手に入れてからもGPIOの少なさから使うきっかけがなく，放置していました。

　しかしI2Cならたった2本。まさに米粒AVRに相応しい仕事です。

　早速MicrochipStudioを立ち上げ，ATTiny13のコードをコピペしてビルドします。ATTiny13にはEEPROMがありますが，ATTiny10にはありません。そこでプログラム用のフラッシュに設定値を持たせる事にしました。

　エラーがボロボロ出たので修正してビルドが通るようにしてから書き込んで実行しますが，やっぱり上手くいかず，Si5351はなにも出力していません。

　SI5351が壊れているかもとATTiny13で試すと綺麗に周波数が出てくれたので原因はATTiny10にあることがはっきりしました。I2Cのコードが問題なのかもと，I2CのLCDを繋いで見たところ，これは一発で正しい表示が行われました。

　本来の目的とはズレていますが，米粒AVRでLCDが動いているのはちょっと感激です。

　SI5351は正常，ソフトI2Cも問題ないという事なら，あとはもう設定値が正しく用意されていないということになりそうです。

　怪しいのは，やはり設定値を書き込んである定数の配列です。配列の宣言でPROGMEMを宣言し，参照はpgm_read_byteという関数で行っていますが，ここがどうも怪しいです。

　google先生に尋ねてみると，まずATtiny10はこれまでのAVRとは少々毛色が異なるものであることがわかってきました。まず大きいのはハーバードアーキテクチャではなくなったこと。コードとデータが別のメモリに置かれるというのはAVRの特徴だったのですが，小さい事を目指したATTiny10では採用されなかったみたいです。

　AVRの個性としてもう1つあったヒューズですが，これも少し格落ちしていました。これまでのAVRではクロックの設定がヒューズで行えたのですが，ATTiny10ではレジスタを叩くことになっています。しかもそのレジスタは保護対象になっていて，ロックを外すレジスタを先に叩いて，4クロック以内に設定を終えないといけないという面倒臭さです。

　ヒューズはリセット解除後すぐに設定が反映されることがメリットだったのですが，ATtiny10が持つヒューズはクロック出力のON/OFFとWDTの設定，そしてリセット端子をGPIOにする設定の3つになっていました。

　また，GPIOのプルアップは専用のレジスタが用意されました。これまでのAVRでは入出力方向の設定レジスタがプルアップも兼用していたのですが，専用レジスタを使わないとプルアップされません。

　そうそう，レジスタが16本に減りました。これもAVRらしさが減ったと感じさせますね。（それでも16本もあるわけですが）


　話を戻すと，ハーバードアーキテクチャをやめたことで，PROGMEM宣言の扱いが変わってしまうというのは事実のようでした。しかしその結果，コンパイラが未対応なのでPROGMEMは使用出来ないとか，逆にこれまで通りpgm_read_byteで参照できるとか，そうした記述のコードが実際に動いたとか，国内外でいろいろなコメントが見つかりました。

　半ばあきらめ書けていたときに見つけたあるコメントに興味を惹かれたのですが，これはPROGMEMでフラッシュに配列で定数を置いた場合，参照はpgm_read_byteではなく，普通にその配列を参照するだけでOKだというものでした。

　なるほど，ハーバードアーキテクチャのAVRなら，データを置けないエリアであるプログラム用フラッシュにデータを置いてその値をポインタで参照することは出来ず，一度1バイト分だけRAMにコピーしてこれを参照するような関数を用意する必要がありますが，ハーバードアーキテクチャをやめたATTiny10なら，ポインタでフラッシュメモリも参照できそうです。

　試しにpgm_byte_readをただの配列の参照にしたところ，あっけなく動いてしまいました。念のためATTiny13でも試しましたが，こちらは動作しなくなりました。やはりアーキテクチャの違いが原因だったようです。

　まとめます。

　まずお約束のprgspace.hをインクルードします。

#include <avr/pgmspace.h>

　定数の定義はこれまで通りです。

const PROGMEM unsigned char hoge[14] = {
     86, 85, 84, 83, 82, 80, 81,  1,  0,  6,  5,  4,  3,  2};

　しかし，参照するときはこれまでとは違います。これまでは，

data = pgm_read_byte(&hoge[i]);

　としてアドレスを専用の関数に渡していましたが，ATTiny10では，

data = hoge[i];

　でOKです。なんとシンプルな。

　海外では，AVRのこうした変更を好ましいと考える人もいるようで，うちの嫁さんも「これが自然。元のAVRがおかしい」とまで言い切っていました。AVRが好きな私としては，ちょっと残念ですが。

　ATTiny10はRAMが32バイトと強烈に少ないですし，レジスタも半減しているので，設定値を1KBのフラッシュメモリから直接参照できるかどうかは，まさに死活問題です。今回，ATTiny10でこの問題を解決出来たことは，ATTiny10の応用範囲を拡大出来ると思います。

　

　先日のamazonのセールで，また新しい測定器を買ってしまいました。HO102というハンディオシロです。

　今持っているオシロもテスターも機能的には満足していますが，先日AppleIIの修理をやっているときに，現場で波形を見たいときが頻繁にあり，この時いちいちTDS3054を持ち運んでいたのがとても面倒だったのです。

　帯域は最低でも100MHz，2ch測定が可能で，10:1プローブが使えて，トリガも綺麗にかかって，カーソルも使いやすくて，それで十分なメモリとサンプル周期を持っているもの，つまり一昔前の中級モデルくらいのものが電池で動いてくれればいいなあと思っていたところ，目についたのがHO102でした。

　スペック的に3万円から4万円くらいするのも当然だと思っていたのですが，HO102はセールで2万円でした。聞いたことがないようなメーカーのものですが，同じ物がOWONに供給されているようなので，そんなに悪いものではないでしょう。

　とにかく，100MHzで2chのオシロが2万円です。

　さて，そのHO102ですが，スペックを並べると100MHzで2ch，10:1のプローブが使えてと，すでに十分使いものになりそうな感じです。サンプリングは最大500Ms/sでメモリは8k，画面の更新速度は10000回/sと，これも実用レベルではないかと思います。

　これが手のひらサイズで電池駆動，しかも2万円なんですから恐れ入りました。

　で，少し使ってみたのですが，例えばカーソルの時間測定が逆数表示（つまり周波数ですね）出来ないとか，ロータリーエンコーダがないので直感的に操作できないとか，ちょっとフロアノイズが大きいとか，そういう不満はありながらも，普段使いには十分なものであると思います。なんといっても電池駆動というのが素晴らしい。

　そうなると心配なのは精度と信頼性です。信頼性は使ってみないとわからないですが，精度は使い始めるときに分かっていないと不安なものです。ただ，オシロスコープなんてのはそもそも精度を追い込む時に使うような測定器ではないので，テスタモードでの精度を見てみることにします。

　HO102にはテスタモードを持っていて，ボタン1つで切り替えが出来ます。カラフルなLCDで見やすく表示されるので好印象ですが，ファンクションの切り替えがロータリースイッチではないので使いやすさは今ひとつです。

　気になるのは精度で，一応一応スペックとしては20000カウントです。ちょっといいテスタくらいの感じでしょうか。コンデンサの容量はもちろん電流も測定出来ますし，今どきのテスタが出来る事は一通り出来そうです。

　では早速，恒例の誤差を調べてみましょう。いつものように標準電圧発生器を測定してみます。

　この標準電圧発生器は2016年に購入したもので，AD584KというICを使って，温度係数が15ppm/℃という安定性を持っています。出荷時に信頼出来る測定器で測定した値を添付してくれているので，これとの比較を行えば自分の測定器の精度がある程度わかります。

　出荷時の値は以下の様な感じです。

2.500V・・・2.50165V
5.000V・・・5.00302V
7.500V・・・7.50454V
10.00V・・・10.00533V

　測定日からすでに7年も経過しているので，ズレていても仕方がないのですが，そこも含めて確かめていきます。

　まず，うちの基準器であるHP34401Aです。
2.5018V
5.0035V
7.5053V
10.0064V

結構ズレているように思いますが，実は昨年に測定した値があります。

2.5017V
5.0035V
7.5054V
10.0065V

　これを見るとほとんど変わっていません。しかも昨年の値と2019年の値とは一致しているので，この3年ほど値がほぼ変わっていないことになります。

　次に，HP34401Aの現在の値とHO102の比較です。

2.502V -0.2mV -0.00799%
5.003V -0.5mV -0.00999%
7.505V -0.3mV -0.00400%
10.006V -0.4mV -0.00400%

　お，なかなかやりますね。桁数が減った分だけ不利になっていますが，ほぼドンピシャという感じでしょうか。これなら十分信頼出来る測定器といえるでしょう。気に入りました。

　でも，20000カウントの弱点が出てますね。2.5Vでは少数3位までしか出てません。私のように5Vまでの範囲でおさまってしまう弱電屋さんにとっては，20000カウントも6000カウントもそんなに変わらん，ということです。

更新速度は仕様として規定されていませんが，1秒間に3から4回というところでしょうか。十分です。また，trueRMSというのも地味にうれしいところです。

精度の仕様はDCが0.5%+3dig，ACが0.8%+5digですから，DT4282の足下にも及びませんが，FLUKE 101と同じですね。実用範囲です。

　参考までに，うちのもう1つの基準器であるDT4282です。購入後1年経過しました。

2.5017V 0mV 0%
5.0035V 0mV 0%
7.505V -0.4mV -0.00633%
10.006V -0.5mV -0.00500%

　相変わらず良い値を示しています。さすがは60000カウント，6Vまでなら小数点4位まで表示する上，34401とぴったり同じの値を出すなど，しびれます。

　まとめると，HO102はスペックは凡庸で，20000カウントも実使用上はあまりうれしくないが，実力は十分で測定値も信頼出来る，操作性は今ひとつだが視認性は良く，常用可能なテスタであると言えるでしょう。

　考えてみると2万円ですから，オシロスコープの値段を考えるとタダみたいなもんです。現場でオシロとテスタを切り替えて使うことがどれだけあるかわかりませんが，とりあえず1台持っていけばどっちでも対応出来るというのは頼もしいですし，それぞれの機能に妥協しないで済むという安心感もあります。

　中国製なので見た目もアレですし，手触りも良くありません。PCと繋ぐソフトも試しましたが，別に使いたいと思うようなものでもない程度でしたし，付属品の質も低くて，テスタリードなどはなにやらベタベタして気持ち悪いです。

　ですが，オシロスコープとテストの2つの基本機能はしっかりしていますし，使い心地も悪くなく，測定結果は信頼出来ます。これが2万円ですからね，電子工作初心者の方々にこそ，この測定器をお奨めしたいです。おそらく10年は使えますよ。