周波数カウンターＱ＆Ａ集

周波数カウンターキット
　
よくある　Ｑ＆Ａ集　

（１Ｇｈｚ／５０Ｍｈｚ版　共通）
こちらで気づいた点やお客様からの実際の状況をまとめております。

●販売ページにはこちらから
　「５０Ｍｈｚ版　ＰＩＣ周波数カウンター」
　「１Ｇｈｚ版　周波数カウンター」

●周波数カウンター製作記事は次をご覧ください。
　①「ＰＩＣで作る周波数カウンター　Vol1へ」
　②「ＰＩＣで作る周波数カウンター　Vol2へ」
　③「ＰＩＣで作る周波数カウンター　Vol3へ」
●本内容につきましては、予告なく追加並びに変更させていただきます。

●測定編

■Ｑ１０１
　ＰＩＣマイコン特有の表示飛びの対策はされておりますか
■Ａ
　ＴＭＲ０のプリスケーラーの繰り上がりでカウンターを桁上げする時にこの現象が発生
　します。
　対策をしていないとリニアに周波数を変化させた場合、表示飛びが確認されます。
　本キットはこのような現象が発生しないように対策しております。
　また、一定の範囲において、デジタル式パルスジェネレーターを使用し１デジットつづ
　表示が切り替わる評価を実施しております。
　※ＰＩＣマイコンＴＭＲ０のプリスケーラーについて
　ＴＭＲ０は前段のプリスケーラーがオーバーフローした後、ＴＭＲ０にインクリメント
　するまでに、２システムクロックが必要です。
　したがって、ゲートを閉じた直後にＴＭＲ０の値を確保すると誤差が出る場合があります
　ので、２システムクロックを置いて、値を取り込む事で誤差を発生させません。

■Ｑ１０２
　特定の周波数での表示飛び対策はされておりますか
■Ａ　
　ＴＭＲ０の繰り上がりでソフトウェアカウンターを桁上げするタイプにこの現象が
　発生します。
　対策がされていないとＴＭＲ０が桁あふれをする付近で値が異常な値となります。
　対策としてゲート基準時間の終了から、ＴＭＲ０のカウント値をセーブする間のＴＭＲ０の
　桁あふれをチェックしております。
　又、実際に想定される範囲において、デジタル式、パルスジェネレーターを使用し
　１デジットつづ表示が切り替わる評価を実施しております。

■Ｑ１０３
　周波数カウンターの精度　（基準発振器の精度）　はどれくらいですか？　
■Ａ
　基準発振器は周波数カウンターの精度のもっとも重要な部分となります。
　基準発振器には高精度水晶発振器　「ＴＣＸＯ」を使用しております。
　次のような精度を確保しております。
　●基準発振器の仕様
　①１２．８ＭＨｚ　±１ｐｐｍ／年
　　これは１年に最大　±１２．８Ｈｚの誤差がでる可能性があることを意味します。
　②温度特性:±3ppm/℃(-20～60℃)
　　これは－２０～６０℃の範囲で±３８．４Ｈｚの誤差がでる可能性があることを意味します。
　●まとめ
　　以上のことから、水晶発振器のスペック上、最大±３８．４Ｈｚの誤差がでる場合が
　　あります。
　　実際には水晶発振器の誤差を含めた測定精度は直接計数式で±１０Ｈｚ以内に
　　おさまるようです。　
　　※条件：室温２５℃、測定器　アジレント　ＲＦ５３１８１Ａ
　　プリスケーラーを経由しますと、さらに分周比の分、誤差が大きく見えます。
　　水晶発振器には調整トリマが付いております。校正はこのトリマで行います。

■Ｑ１０４
　ＩＮ－Ａ　Ｈモード（オプション）でほんとうに８００Ｍｈｚ～１Ｇｈｚが測定できますか？
　（１ＧＭｈｚ版周波数カウンター）
■Ａ
　正直なところ、４００Ｍｈｚ以上の測定をしたことはありません。
　公称値はプリスケーラーＩＣのデータシート上のスペックです。
　実際には４００Ｍｈｚまで確認しております。

■Ｑ１０５
　ＰＩＣ周波数カウンター５０Ｍｈｚ版のＴＴＬ入力で８０Ｍｈｚがカウントできたのですが
　測定値は信用できますか
■Ａ
　はい、たしかに、８０～１００Ｍｈｚ程度まで測定できるようですが、ＰＩＣマイコンの
　データシート上では上限が５０Ｍｈｚとなっております。
　表示された値が妥当かどうかはお客様にて判断、ご検討ください。

■Ｑ１０６
　下１桁が２、４、８と４カウントで飛び飛びとなりますが、なぜでしょうか
　（１ＧＭｈｚ版周波数カウンター）
■Ａ
　プリスケーラーによる分解能低下によるものです。
　入力（ＩＮ－Ａ　Ｌ）は１／４プリスケーラーを経由します。
　信号は１／４となり、ＭＣＵ側で×４倍しますので、４の倍数となります。
　
　例　被測定信号　　　１２，８００．００Ｋｈｚ
　　　　１／４分周後　３２０００１　（下１桁の１はデジット誤差とした例）
　　　　ＭＣＵ　×４　１２，８００．０４Ｋｈｚ　と表示されます。

　　３０Ｍｈｚ以下の信号でしたら、ＩＮ－Ｂをご利用ください。
　　ＩＮ－Ｂは×１となっておりますので、数値飛びはありません。

■Ｑ１０７
　下１～２桁が３２、６４、９６と３２カウントで飛び飛びとなりますが、なぜでしょうか
　（１ＧＭｈｚ版周波数カウンター）
■Ａ
　プリスケーラーによる分解能低下によるものです。
　入力（ＩＮ－Ａ　Ｈ）は１／３２プリスケーラーを経由します。
　信号は一旦１／３２となり、ＭＣＵ側で×３２倍しますので、３２の倍数となります。
　例　被測定信号　　　１２，８００．００Ｋｈｚ
　　　１／３２分周後　４０００１　（下１桁の１はデジット誤差とした例）
　　　ＭＣＵ　×３２　１２，８００．３２Ｋｈｚ　と表示されます。

■Ｑ１０８
　ＩＮ－Ａ端子をＧＮＤにショートしても測定値が０～１にならず、ランダムな数値で
　バラツキます。　（１ＧＭｈｚ版周波数カウンター）
■Ａ
　ＩＮ－Ａは入力感度が高いためです。（オプション　プリスケーラー搭載時）
　同軸ではない、長い配線でショートしますと、これがアンテナとなり、このような現象が
　見られる事があります。　

■Ｑ１０９
　周波数が正常に測定できません。０か１のままか、ランダムな数値でバラツキます。
■Ａ
　　入力端子（ＩＮ－Ａ／ＩＮ－Ｂ／ＩＮ－Ｃ（５０Ｍｈｚ版））に対して、入力設定が一致している
　　か確認をお願いします。

■Ｑ１１１
　デューティが極端に小さかったり、大きい信号で正しい測定ができません。
■Ａ
　ＩＮ－Ｂ（ＡＣ入力側）ではデューティが３０％以下の信号は正しく測定できません。
　５０Ｍｈｚ版ではＩＮ－Ａ入力側を使用するか、プリスケーラーを通してください。
　１Ｇｈｚ版ではＩＮ－Ａ入力を使用してください。

■Ｑ１１３
　非接触で周囲電波の周波数をカウントする事はできますか？
　盗聴器などの発見に役立てたいのです。
■Ａ
　　１Ｇｈｚ版周波数カウンターのＩＮ－Ａ端子にアンテナを取り付けると、周囲の電波を
　カウントする事ができます。但し、発振源までの距離と周波数、信号のパワーによります。
　例　１００Ｍｈｚ　５Ｖｐ－ｐの方形波出力に３０ｃｍのリード線を接続。
　　　周波数カウンター側にも同様に３０ｃｍのリード線を接続。
　　　距離としては２ｍ位までカウントできておりました。
　条件　ＩＮ－Ａ　Ｈモード　プリスケーラー搭載時

■Ｑ１１４
　低い周波数（１Ｋｈｚ以下）の計測はできますか？
■Ａ
　レシプロカル方式の測定が可能です。　

　●直接計数方式
　この周波数カウンターはレシプロカル方式という測定モードを搭載しております。
　これは、被測定信号の波形の立ち上がりから次の立ち上がりまでの時間を計測し、
　この値（時間を）　ｆ　＝　１　／　ｔ　で計算し周波数を求める方法です。
　※周期を基準発振クロックで計測します。
　この方法は低い周波数であれば、非常に短い時間（ほぼ１秒以内）で測定する事が可能
　です。逆に高い周波数では分解能が低くなります。
　
　計測方式の詳細につきましては、次の記事をご覧ください。
　「ＰＩＣで作る周波数カウンター　Vol1へ」

■Ｑ１１５
　＋１２Ｖや２４Ｖの信号を測定したいのですが、最大入力電圧は何ボルトですか。
■Ａ
　基本的には回路電源電圧以内でご使用ください。＋５Ｖ以内
　・５０Ｍｈｚ版では、クランプ用のダイオードと減衰抵抗が入っております。
　被測定信号の電圧に対してクランプダイオードに流せる最大電流と抵抗値を求めた上
　で、これらを実装して測定してください。
　（この内容につきましてはお客様責任でお願いします。）
　・１Ｇｈｚ版の基板では電源電圧以内（５Ｖ）でご利用ください。

■Ｑ１１６
　なんで、今時、ＴＴＬなのですか
■Ａ
　最近、プリスケーラー専用ＩＣのの入手が困難になってきております。高域の周波数
　カウンターを製作するときに手ごろなプリスケーラーがありません。一方ＴＴＬの動作
　スピードはかなり、上がってきておりますので、プリスケーラーの代用として使用できます。
　中には２５０～３００Ｍｈｚで動作するＴＴＬシリーズもございます。３Ｖ系ですが・・・。
　というわけで、各部品の選定理由について説明します。

・TC74AC74F (D-FF) X 2
　メイン　プリスケーラとして使用。入力信号のサイクルを１／４にします。
　仕様　最大１８０～２００Ｍｈｚ。
　データシート上、最大動作周波数（fmax）が２００Ｍｈｚと早い。

　その他ではカウンターＩＣなどを比較しました。
　TC74AC393またはTC74AC390はTC74AC74Fより高価で入手性が悪い
　TC74AC390 160Mhz (A-IN=180Mhz)
　TC74AC393 180Mhz (A-IN=160Mhz)
　TC74AC74F 200MHz (160Mhz)　　　　一番早い。

・TD7104P　
　専用プリスケーラＩＣ
　現在、なんとか入手できる東芝製のプリスケーラー専用ＩＣ（ＦＭ／ＴＶ用）※生産は中止
　最大１Ｇｈｚ入力で、分周比１／８と分周比は低いですが、高速ＴＴＬで構成したプリスケーラ
　と合わせることで、１Ｇｈｚから１０Ｍｈｚ範囲の計測ができます。
　入力感度が高い事から、分周比を１／１に設定し、このデバイスの入力アンプのみを使用
　してもよいでしょう。

・TC74AC151F　8ch Data selector
　入力切り替えとして使用　

■Ｑ１１７
　測定値　表示桁数の増設
　・その１
　　４００ＭＨｚ帯のトランシーバの周波数を測定した所、１００Ｈｚの桁まで表示されます。
　　この表示を１０Ｈｚまでの表示にできませんでしょうか
　・その２
　　先日、カウンターを購入しました。２７ＭＨｚ帯の○○無線機の搬送波をダミー抵抗に
　　カウンターのＣ端子に接続した線を巻きつけて測定しました。
　　感度は申し分ないのですがGATE 0.1sでは27.963.99khzと表示されてしまいます。
　　最後の数字についてもう１桁追加して8桁表示にする方法はないのでしょうか。
　　例　27.963.999khz
■Ａ
　測定プログラムの大幅な変更が必要になります。
　また、ソフト対応後についてもGATE0.1sでは１Ｈｚの位は表示できませんので、
　GATE1.0s　レンジを使用して頂くことになります。
　１ＧＨｚ版では1.0s　レンジで最大４ＧＨｚまで、最小１Ｈｚ単位で表示ができます。
　２０１３年１月６日　バージョン７にて対応済みです。

●仕様、使用方法等

■Ｑ２００
　５０Ｍｈｚ版、１ＧＭｈｚ版の選択でまよっているのですが
■Ａ
　●５０Ｍｈｚ版のターゲットは次の通りです。
　　①５０Ｍｈｚ以下の測定で十分な方。（ＡＣ入力は３０Ｍｈｚまでです）
　　②プリスケーラーをお客様側で準備する場合は５０Ｍｈｚを選択してください。
　　③１Ｇｈｚより価格が安い。
　　④プリスケーラーを入れていないので、下桁の精度が高い
　　⑤入力保護用ダイオードと減衰抵抗が実装できる。少し上にＱ＆Ａがあります。

　●１ＧＭｈｚ版のターゲットは次の通りです。
　　①５０Ｍｈｚ又はそれ以上の周波数のカウントが必要。
　　②プリスケーラー内蔵で一体型を求められている。後付は面倒だし、スマートでない。
　　②１ＧＨｚ版は低い周波数でも感度がよい　（５０Ｍｈｚ～）

■Ｑ２０１
　電源のＤＣアダプターはどんなタイプでどこで購入すればよいのでしょうか？
　キットに一緒につけていただけないでしょうか？
■Ａ
　ＤＣアダプターは＋８～＋１２Ｖを推奨します。
　＋１５Ｖでも動作しますが、電源の３端子レギュレーターの発熱が多くなります。　
　中心がプラスのもので、電流容量は０．５Ａ以上あれば問題ありません。
　秋月電子などで、６００円ほどで購入できます。
　キットにつけていない理由はキット価格を安く設定するためです。
　ＤＣアダプターをつけるとどうしても、手数料（在庫費用、購入費用）を含めますので、直接
　購入よりか、高くなってしまいます。面倒な方にはご要求に応じてＤＣアダプターセットでの
　販売にも対応いたします。

■Ｑ２０２
　カウンターの入力インピーダンスはどれくらいでしょうか。
　（１Ｇｈｚ版周波数カウンター）
■Ａ
　ＩＮ－Ｂ側は１ＭΩです。　
　ＩＮ－Ａ側はオープンにしております。測定したことはありませんが、ＩＣ内部インピーダンス
　としては数ＭΩ以上です。　（プリスケーラ搭載時）
　これは感度向上を目的としております。ＡＴＴ抵抗はお客様側でお願いします。

■Ｑ２０３
　業務で使おうと考えているのですが
■Ａ
　ご購入者の判断にお任せいたします。当方では一切の保証、責任はおいません。
　※アドバイスとして
　国家トレーサビリティが取れた校正機関で校正を受けた周波数カウンターを使用し
　本カウンターの精度点検をしていただき、その上で目的とされている精度に対して、
　誤差と比較し使用の判断をされるといいと思います。
　本周波数カウンターは小型で安価なので、精度、安定度が目的とされる範囲内であれば
　台数を多く使用されるラインなどにはコスト的にもメリットがあるものと考えております。

■Ｑ２０４
　ゲート時間を変更して、ＲＰＭ単位の回転計（タコメーター）にしたいのですが
■Ａ
　ご指定のゲート時間をソフト的に設定して納めることは可能です。
　内容により有償になります。まずは仕様をおしらせください。

■Ｑ２０５
　測定値がある範囲を越えたら、ポート出力したり、アラームを発生させたい。
■Ａ
　ソフト開発として承ります。有償になります。まずは仕様をおしらせください。

■Ｑ２０６
　車（バイク）に搭載しようと考えているのですが
■Ａ
　本装置で車（バイク等含む）のいずれかの部分の測定、制御を目的する使用方法に
　つきましては、当方では一切の責任をおいません。

■Ｑ２０７
　電池駆動をさせたいのですが？
■Ａ
　可能です。回路には＋６Ｖ以上を印加する必要がありますので、００６Ｐ電池１個か
　１．５Ｖ電池４本～６本を直列接続でご使用ください。
　バックライトをスイッチで切れるようにしておくと、電池の持ち時間が延長できます。

■Ｑ２０８
　周波数カウンターのソフト、ソースコード又はヘキサコードを公開して頂けませんか？
■Ａ
　公開はしておりません。

■Ｑ２０９
　基板とディスプレーを分離して使用したい。
■Ａ　
　直接配線するか、延長用ケーブルキットがあります。
　延長用ケーブルキットはソケット式でフラットケーブルで接続されます。
　延長用ケーブルキットは秋月電子で販売されております。

■Ｑ２１０
　基板のみ、又は基板とＭＣＵのみ販売してほしい
■Ａ
　基本的には完成品のご購入をお願いしております。
　但し、２０セット以上であれば、応相談とさせていただきます。

■Ｑ２１２
　屋外で使用したい。又は設置したい
■Ａ
　防水対策を万全にしてください。
　又、ＬＣＤに直射日光が当たらず、４０℃以下となるようにお願いします。
　※直射日光と高温はＬＣＤの寿命低下並びに故障の原因となります。