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2011年5月22日 - 2011年5月28日

2011年5月28日 (土)

千石のガイガー・ミュラー計数管 CK1026

今日秋葉原の千石電商で入手した真空管のような部品。

Gmtube

 ガイガー・ミュラー計数管というものです。米国レイセオン社製ですが
説明では1950年代製造のデッドストック品だったらしい。説明とおりなら60年
位前の製造ですが、未動作状態では殆ど劣化しないので問題ないとのこと。
 これに1000V近い電圧を加えるた状態で放射線が管内に入射すると放
電を起こし、電流がながれます。この電流をパルスとして検出して数を
数えると放射線の量がわかる仕組みです。品番はCK1026です。
 ガイガーカウンタのセンサーに使われる部品です。(現在は半導体セン
サーのものもあるとのこと。)

 もう何十年と見向きもされず在庫になっていたのが、原発事故でにわか
に脚光をあびで輸入されたんだと思うがこんなんでも約4000円の値つけ
なんで、倉庫の隅でゴミ同然だったのが高値で売れてホクホク顔の人が
結構いそう。


 昔は国産のGM管も入手できて、秋月電子でキットで売っていたけど、
ずいぶん前に、なくなりました。上記は土曜たまたま夕方行ったら入荷し
たようで店頭にならべたところみたいでした。
 キットもあるんですが、上記に高圧発生回路と簡単な検出回路をセット
にしたもので、+10000円くらいです。最初は確実に動作できるキットもいい
ですがこのレベルなら、2台目以降は自分で部品集めたほうがお徳です。

 併売されてる高圧発生ユニットは自励で動作する電圧共振プッシュプ
ル回路でバックライトのCCFLを点灯させるインバータでよく使われて
いる回路です。多分もともとそれ用の物だと思います。交流出力ですが
そのまま整流しても電圧が足りないのでコッククロフトウォルトン回路で
昇圧して必要な電圧を得てます。
自作の場合、この高圧回路をどうするかが問題です。トランスがキーパー
ツですが、自作か特注しかないのです。ここはCCFL用のインバータであ
れば入手できるのでそれを流用するのがいい方法でしょう。

 GM管は入手難なうえ、高電圧が必要ですが、半導体のPINフォトダイ
オードをγ線センサーに流用する方法もあるようなので、今後安価なキ
ットも出てくるんじゃないかと予想します。

○5/30追記
 とりあえず計ってみたくなり、帰宅後基板を組み立てました。ケース入
れは後回しで。
 電流は少ないですが、高圧を発生させるのでアノードに触らないように
注意は必要です。無事動作し、ぽつぽつ音がします。

Gm_unit

 某社のキットのようにマイコンがカウントしてくれないですが、おまけでつ
ついてた万歩計カウンタで放電数はカウントしてくれます。cpmは1分あたり
のカウント数ですので、カウントさせた時間(分)で割ればCPMになります。
17分で600カウントでしたので、約35.3cpmです。説明書にはuSvへの換算
式もあって「このGM管の場合」は0.00833を掛けるとuSvになるそうです。
ということは、約0.29uSvということになるんですが、公開されている値より
大分大きいです。この係数の出所がよくわからないので、とりあえずCPM
で比較したほうがいい気がします。
 たぶん基準線源つかって変換式を作らないと正確にはuSv単位は出ない
んじゃないかと思います。「今」と比べて多いか少ないかくらいはわかるん
で、それで考えるしかなさそう。
 ただしおまけのカウンタ、、連続パルスを取りこぼすようです。カウンタ
最低応答パルス幅があるようで、あまり細かいパルスには反応しないみ
たい。まあもともと万歩計なんで、本来の用途ではそのほうがいいので
すが。よって多分やや小さめにカウントされていると思います。

 朝、測定すると、かなり多くカウントするんで何事かと思ったのですが、
どうもよくよく調べると、太陽光に反応しているみたいです。
光に反応するのはCK1026の特性なのかもしれません。(ほかのGM管
ではあまり変化ないものもあるらしい)
未確認ですが紫外線なのかな。ダンボール箱で遮光すると普通のカウン
ト数になります。スケルトンケースでは駄目で、β線やα線遮蔽も兼ねて
光が入らない構造でアルミケースにいれるのがいいかもしれません。

千石電商のCK1026ガイガーカウンタキットを組み立てた

CK1026使用ガイガーカウンタの製作 1

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2011年5月26日 (木)

PCMプロセッサ PCM-800をいただきました。

 最近、会社の友人からPCMプロセッサを頂きました。PCMプロセッサ
は既に過去の遺物のようなオーディオ製品です。まだアナログレコード
が残っていた1980年代に家庭でのデジタル録音を可能にした画期的な
オーディオ製品でした。製品はこれまたレアなAIWA製 PCM-800。よほど
生産数が少なかったのか、ググっても殆ど情報がありません。44.1kHz
14bit機らしいです。CDと同じ16bitが出る前の製品でしょうか。
 音声をデジタル化した広帯域な信号は当時民生品では家庭用VTRしか
記録できるものがなかったので、デジタル化したPCMデータを映像信号
準拠の信号に変換し、ビデオに記録再生する機械が登場しました。

 もらった段階での動作チェックでは、ロジック系は動作するものの電源
回路のうち、+15Vの三端子レギュレータが異常発熱でチンチンに熱くな
る状態で電圧も出てない状態。+15Vがどこかでショートしているようで、
テスターであたると0.2Ωと、ほとんどべったりくっついてるみたいでした。

 小1時間程チェックした結果、結局タンタルコンデンサのショートが原
因でした。これは見つけるまでが結構大変でした。外してわかったのが、
定格16Vのコンデンサを15Vのラインに使ってたという事実。ディレーティ
ング不足が原因の一つでしょう。タンタルコンの故障モードはショートな
ので要注意なのですが、ESRが低くコンデンサとしての特性が電解コン
デンサと比べ良いのでデジタルでノイズが出やすいのと、特性重視の
オーディオ製品だったので多用されているようです。結局今回はこれが
裏目にでたという感じです。

 今後もう少し整備してタンタルコンのかわりにOSコンとか今時な低ESR
のコンデンサに交換する予定ですが、いま手持ちにないのでとりあえず
47uFの低ESRタイプの電解コンデンサ+1uFのセラコンと交換してみました。

 問題対策後動作確認すると、ヘッドホン端子からちゃんと音がでて、
ビデオ出力にはそれっぽい砂嵐のような模様がでました。結構感動でした。

 ついで手持ちのS-VHSのビデオデッキで録再してみましたが、これも
特に問題なし。S-VHSですが、3倍モードもOKです。面白いのは、
オンスクリーンの文字が出ても小さなものならエラー補償が働くようで途
切れないことです。音質は結構いいです。カセットの時代にこれを聞い
たら結構感動だったでしょう。
 ただ、端子の接触不良が多少あるので清掃が必要です。

Pcm_800b
天板を開けた状態で動作チェック。

Pcm_800
内部の様子。25年落ちなので部品が古めかしいです。
D/Aコンバータはバーブラウン(現TI)のPCM-53でした。ちなみにショート
したタンタルコンはこいつのすぐ横にありました。
基板の裏もみましたが。ジャンパーや追加部品で手直しがされてます。
初期のロットでしょうか。

Pcm1

TV画面はこのように点々です。白が1黒が0って感じで
びっしり並んでます。音楽に同期して左から6本の縦帯がめまぐるしく
変わります。1つおき3本ずつがそれぞれ左右のCHに対応します。

 遊びでこの映像をキャプってみます。ただこのようなランダムな
ノイズみたい像は今時のMPEG等の圧縮フォーマットは大変苦手です。
かなりビットレートをあげないと殆ど点が潰れてなんだかわからなくなり
ます。よって久々にあまり圧縮かけないPV4でキャプることにします。

Pcm_pcap1
静止画だとなんとも味気ないです。実際はフィールド毎に
変わるので点々が常に動いてます。

Pcm_pcap2
 これは59.93Hzの正弦波をいれたときです。大きな白黒帯はほぼ静止します。
細かいのはざわざわ動いています。これは丁度NTSCのフィールド周波数です。
規格では59.94Hzが本来の値ですが多分内部クロックのズレのせいだと思いま
す。ちなみにフレーム周波数の整数倍の信号をいれると同期するので静止し
た部分が表示されます。
 あとこの画像の下部がつかわれてませんが、この期間にVTRのヘッド切り替
えのノイズが入るためです。

追記
 秋葉原でコンデンサを入手し交換しました。
 まず、ガリガリ言うバランスボリュームは、簡単に分解できたので分解して
抵抗体とスライダーの端子を清掃し接点復活材を薄く塗布して戻しました。
結果として、ガリははくなり正常に復活しました。同じ基板のBPのカップリング
用電解コンをオーディオ用のものに交換しました。
 あと±15Vラインの平滑コンは、結局20V 47uFのOSコンと交換しました。
電源回路の大型の4700uFブロックコンデンサも怪しいので交換。あとタンタル
コンを3箇所OSコンに交換しました。コンデンサは替えようもきりが無い
ので、重要そうな場所のみにしました。

Pcmd
OSコンの実装状態。

 整備後は、ガリが直ったせいもあり左右のバランスも直りかなり状態は良く
なりました。前は右chへまわしきってもノイズが入るためか画面が無音状態
の画像にならなかっのが、きちんと白になるようになりました。

14bitですが今時のデジタルオーディオと遜色ない音質です。
 ただ今は直接HDDに録音ですむので、殆ど出番はないでしょうけど。

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