アマチュア無線・制作編・HTK型容量計の制作

ＨＴＫ型容量計の制作

　無線機や電子回路（特に高周波）をいじっていると、定数の記入のない、または判読できない、コンデンサや半固定コンデンサ、小型のバリコンなどが貯まってくる。しかし現在では入手困難な部品なども有り、もったいので再利用したくなる。そんな時、部品の定数や可変コンデンサの最小容量や最大容量、また、水晶振動子の電極間容量などが測定できると、とても便利だ。そこで、フルスケール１０ｐF～０．１ｕＦの静電容量計を製作します。
これは、JH1HTK　ＯＭにより考案されたと多分、ハムジャーナルに紹介されていたのを覚えている。

前面パネル

内部の様子（配線は旨くない、ケースをかぶせると解らないので、手抜きです）

基板は、昔NECからワンボードマイコン・キット？（TK-80）)として出ていた物の拡張基板（たぶん）を使用している。(2007/12/16　追加）

ＣＱ出版のＨＡＭ　Ｊｏｕｒｎａｌ（Ｎｏ．４４？？？）の過去の記事を読んだ記憶を頼りに制作した。勘違いや間違いがあるかと思いますので、追試される方は、自己責任でお願いします。

動作原理は、Ｃ－ＭＯＳのゲートＩＣの入力に一定のクロックを与えているときに、出力にコンデンサを接続すると、静電容量に比例した電源電流が流れる事を利用した物です、またクロック周波数2倍にするとやはり電流は2倍になります。（電流はクロック周波数と負荷容量に比例します）但し出力に何も接続しない時にも少し電流が流れます（暗電流）ので、小容量のコンデンサの測定時には誤差が大きくなりますので、ＦＥＴの定電流特性を利用して、暗電流をキャンセルします。

実によく考えられた動作原理と回路ですね、表現の違いや間違いがあるときは、訂正しますのでご指摘頂けるとありがたいです。

（回路図）サイズの大きな画像です。（約１７ｋＢ）　・・・（画像をクリックすると大きな回路図を表示します）

●	Ｕ１（４０１１）のＬＣ発振回路で矩形波を発生させ、Ｕ２・Ｕ３のバッファを通してレンジ切り替えスイッチとＵ４（４５１８）へ接続します。
●	Ｕ３の出力は、Ｕ４（４５１８）で１／１０の周波数に分周する、Ｕ５・Ｕ６・Ｕ７各段でそれぞれ１／１０の周波数に分周する。
●	レンジ切り替えスイッチでＵ３～Ｕ７からの各信号を切り替え、Ｕ８（４０１１）のバッファを通して、Ｕ９のゲートへ与える。
●	Ｕ９（４０１１）のゲートに与えられる信号は、矩形波でレンジ（１０ｐＦ～０．１μＦ）ごとに周波数が１／１０になります。よって、レンジは１０ｐＦ・１００ｐＦ・１０００ｐＦ・０．０１μＦ・０．１μＦ（フルスケール）となります。
●	Ｕ９の残りの使用しないゲートの入力端子はグランドへ接続します。Ｕ１・Ｕ２・Ｕ３・Ｕ８（４０１１）で１つのＩＣ、Ｕ９は１ゲートのみ使用します。
●	測定端子に何も接続しないときに流れる（Ｖｄｄに流れ込む）電流が少しあります、これをＦＥＴ（Ｑ１）の定電流特性を利用してキャンセルします。ＦＥＴのゲート、ソース間の半固定抵抗を調整し、メーターの振れを０（ゼロ）にします。
●	また、１０ｐＦレンジは、電源電圧の変動などの影響によりゼロ点が微妙にずれますので、ＶＲ４（２ｋ）にて常に調整できるようにしています。
●	また、レンジを×２、×５を新たに設けました。（電流計に分流器を増設して切り替えをしています）
●	調整は、０．１μＦ（１％）を測定端子に接続し、０．１μＦレンジで想定し、フルスケールになるようにＬ１のコアーを調整します（発信周波数を可変します）。これで０．０１μＦもＯＫです。今後はＬ１は変更してはいけません。
●	１０ｐＦ，１００ｐＦ，１０２レンジはＶＲ１～ＶＲ３を調整してゼロ調整をして完了です。１０ｐＦレンジの調整の時にはＶＲ４（２ｋΩ）はセンター付近にしておきます。(2007/12/16　追加）


使い方　（2007/12/16　追加）
●	測定端子（ミノムシクリップ）に被測定コンデンサを接続します。
●	大まかな静電容量の見当が付いている場合は、該当するレンジで測定します。
●	静電容量の見当が付かない場合は、最大のレンジより、メーターの振れを見ながら見やすいメーターの振れになるようにレンジを調整します。
●	特に、１０ｐFレンジを使用するときは、その都度ゼロ点調整をした方が良いようです、その為１０ｐFレンジのゼロ点調整ボリュームは全面パネルに取り付けています。