RFC-5 周波数カウンタの製作例２

RFC-5 周波数カウンタ用のプリント基板をお送りした方から、２つ目の完成報告を頂きました。
今回は、その方（二人目の製作例なので、Bさんとします。）から、製作に役立つ色々な情報を頂いたので紹介します。
（高性能な周波数カウンタ RFC-５ の設計者は、おじさん工房さんです。）

2025年5月26日追記
「Bさん」から、製作したアンプ部の写真が届いたので追加しました。

なお、今までの周波数カウンタ関連記事は、以下のリンクから確認できます。

RFC-5 基板

製作した RFC-5 用の改造型のプリント基板です。
左側がプリアンプ部で、上側にオリジナルの５倍アンプが、下側に市販の RF アンプ基板が搭載できるようにパターンを作っています。
右半分はノイズの多い電源部とデジタル部なので、左側のアナログ・グランドとは別にしています。

Bさんからの情報

Bさんからは、色々とプリアンプ用の部品を検証した結果をメールで頂きました。

この情報は、他の周波数カウンタでも流用できる貴重なデータなので、RFC-5 周波数カウンタへのコメントとして処理して、埋もれてしまうのは大変もったいないので別記事にしました。

使用機材

信号源：TinySA（互換機）
パワーメータ：自作器

アンプなし

５倍アンプを省き、TinySA の出力を STM32 の周波数測定端子へ直結しました。
（TinySA の Hi レンジ(240MHz以上)を使用、信号出力：最大 +13dBm）

この状態での最大測定可能な周波数は、以下のとおりです。
（RFC-5 のデジタル処理で可能な、周波数の上限になりますね。）

・300MHz, +1 dBm
・350MHz, +7 dBm
・415MHz, +10 dBm
（420 MHz 以上になると、LCDの表示が乱れて使用不能）

５倍アンプ

オリジナルの５倍アンプを使用した時の最大計測周波数は、100 MHz でした。
これは、私の試作した結果より低めだと思ったら、TinySA の Loレンジが出せる信号強度の最大値が -6 dBm のためです。

MAR-8ASM

ミニサーキット社の MAR-8ASM RF アンプ IC です。
データシートでは、DC から 1 GHz まで使えて、最大 31.5 dB の利得が得られるようです。

この IC を５倍アンプの前に取り付けました。
（消費電流は、36 mA @5 V）
・100 MHz, -27 dBm
・300 MHz, -18 dBm

追加でBさんから送られてきた、MAR-8 のアンプ基板の写真です。

MAR-8 アンプ基板の動作確認時の写真です。
（記事中では上限が 300 MHz と記載していますが、こちらの動作例では 320 MHz 位でも動作していますね。）

BGA420

秋月電子で入手できる汎用広域帯アンプ IC です。（１個１２０円です！）
3 GHz まで使えて、最大利得は 19 dB です。

BGA420 をバラックで組んで性能を確認しました。
5倍プリアンプはバイパスして MCU に直結して計測しました。

最大周波数	入力信号	電圧	電流
300 MHz	-10 dBm	5 V	12.5 mA
280 MHz	-10 dBm	3.3 V	7.5 mA

追加でBさんから送られてきた、BGA420 のアンプ基板の写真です。

部品の配置が分かる拡大図です。

製作例

Bさんの製作例です。

・5倍プリアンプ撤去
・BGA420（3.3 V） をプリアンプに採用
・LCD：AQM1602Y
・消費電流：16.5 mA（3.3 V）
・最大計測周波数：280MHz, -10dBm
・充電池：200〜300mAH の LiPo 電池

素晴らしい性能ですね。
私も、改造型の RFC-5 基板に BGA4200 を載せて検証してみたいです。