RF プリアンプ用 バイアス・ティー

ラジオで受信する場合、外部アンテナを使いますが、季節によってはあと少しゲインが欲しい時があります。
そんな場合には、RF プリアンプをアンテナ側に入れて受信電波の増強を図るのですが、これがまた、厄介な代物なのです。

と言う訳で、そのRFプリアンプを用いる時に利用出来る、同軸ケーブルに電源供給を行うバイアス・ティーを作ってみました。
何事も個性がなければ興味も湧きませんので、少々、ひねくれた代物に仕上げてみました。

先ずは、今までのごく普通のタイプにて検証してみることにします。
この場合に用いるチョーク・コイルには、先日、実験して良好な結果が得られたトロイダル・コアを用いたチョーク・コイルとしました。
その性能を検証してみます。

トロイダル・コア使用のチョーク・コイルの特性

低周波から高周波まで、とりあえず合格ラインといったところでしょうか。
低周波領域に於いては、20KHzでも100Ω以上を示してくれました。
先ずは、良し良し。

今度は、このチョーク・コイルを用いて、バイアス・ティー回路を組んでみました。

ノーマルな単純バイアス・ティー回路

このタイプの回路構成のモノが、いわゆる、巷に氾濫している回路構成となります。

しかし、このタイプ、とても実用的バイアス・ティーではなく、ノイズに悩まされ続けてしまいます。
原因は、電源供給側から混入するであろうノイズの除去が不完全な為に引き起こされる要因です。

RF信号だけに特化したフィルターとしてのチョーク・コイルだけでは取り除くには無理があるのです。
ましてや、この回路の先には、高増幅のラジオのアンテナ端子へと接続されてしまいますので、たまったものではありません。

そこで、考えたのが、次のヘンテコ回路です。
電源側のノイズ成分をTr回路でもって、フィルターしてしまおうという訳です。

バイアス・ティー用 Tr式電源ノイズ・フィルター

この回路を用いることによって、電源からの音がとても静かになります。
毎度のことながら、常にAFアンプにて、スピーカーから出る音をテスターとしています。

Tr式電源ノイズ・フィルターの比較

どうでしょう???
単純に電源ケーブルを入力してしまうと、これだけのノイズまみれな迷信号も同時に供給してしまう事になってしまうのです。
Tr式電源フィルター通過後の波形には、ノイズらしき信号もほぼ、見られません。

バイアス・ティー用 Tr式電源ノイズ・フィルターの様子

この目で見てもノイズの乗っていないバイアス・ティー回路を用いて、RF プリアンプへと電源を供給していましたが、何と!!!!!!
トランジスターが昇天してしまっていました、、、、、、。
面倒な作業ですが、チェックをしてみたところ、これまた、単細胞な原因でした。

古い同軸ケーブルをもらい受け、それをだいぶ長い間、実験用のケーブルとして利用していたのですが、どうも、このケーブルの劣化??　が原因だという事が判明。
よくよく見てみると、どこかの部分で同軸がショートしてしまっているようでした。

想定外とは、この事か、、、、などと、嘆いてしまいました。

でも、風雨にさらされ続け、太陽の日差しにも負けじと頑張っていたのですから、無理も無い話ではあります。

そこで、この想定外な事態に直面したとしても、動作的安定度を上げなければなりませんね。
そこで、考えたのが、次の第二弾　同軸電源供給 電流制御式 バイアス・ティー回路です。

電流制御式 バイアス・ティー回路

手持ちにはRF関連のTrしかなく、勿体ない気もしましたが、どこで使う???
それは、今 でしょぅ!!!!!　という訳で、使ったまでのことです。
それなりの電流が流せれば、何でもOKです。

この回路の特徴は、たとえ同軸ケーブルがショートしたとしても、それ以前の回路にはダメージを与えることなく動作し続けられるところです。
その目安にと、LEDの取付位置を同軸側へと変更しました。
それにより、同軸側での電源異常が目でも確認出来るようになります。

電流制御式 バイアス・ティーの様子

小さな100均ボックスを用いていますので、TDKのノイズ・フィルターを外し、その代わりに大電流Trを載せ替えています。

ちなみに、この回路、たとえアンテナ側でショートしたとしても、しっかり保護してくれていますので、安心感は数倍高まりました。

このヘンテコ・タイプの RF プリアンプ用 バイアスティー 良いと思います!!!!!

一番気になるアンテナ以外からのノイズに悩まされずに済みますので、精神的にも良いようです。

今使っている、バイアス・ティーから変更するだけでも確実にその違いが判ると思います。
何よりも、電源ラインへの安全対策が第一だと考えています。

RFCチョーク・コイルの比較テスト

毎度の事なれど、回路に電源を供給する為に用いられるRFCチョーク・コイルなるモノの高周波領域における特性などを少々、確かめたくて実験してみました。

理屈では理解しているものの、その実体的把握となると、世の中に氾濫している電子回路でのRFCコイルの使い方には千差万別に感じます。
先日、完成したポケットDDS Testerを用いて実験してみます。

昨今のデジタル全盛時代、その巧みなデジタル技術を駆使して仕上げられた電子回路を良く見てみると、どうも納得がいかなかったりする部分もあり、デジタル的感性での設計なのだろう、と、諦めてしまう癖が付いてしまいました。

高周波領域での設計と、デジタル的設計とでは、出来上がった製作物に違いが出てきます。
その最たる代物の代表格が、このRFCチョーク・コイルではないでしょうか?
信号ラインへの電源供給という、簡単な役目のパーツですが、かじってみると、とても奥が深いシロモノなのです。
ギガ・ヘルツ帯辺りでは、バイアス・ティーなどのような呼び名で呼ばれていたりします。
そこまでではなくとも、身近な回路に用いられる事を前提にテストしてみました。

345μH RFCチョーク・コイルの特性

今どきのRFCコイルとして多用されている種類のコイルの特性です。
低周波領域では、その電気的特性も維持されていますが、高周波領域に至ると、すっぽ抜け状態の特性に変貌してしまいます。
小型で簡単なパーツの為に、多方面に利用されているタイプのコイルです。
このタイプのコイルを使う場合には、十分なる注意を払いながら用いたいものですね。
なお、図の下側のグラフは、回路インピーダンス特性図です。

2.7mH RFCチョーク・コイルの特性

RFCチョーク・コイルの容量を増やす場合に用いられる、フェライト・コア・ポッドを利用したコイルの特性です。
やはり、高周波領域では、RFCとしての役目が薄れてきています。

500μH RFCチョーク・コイルの特性

この500μH RFCチョーク・コイルは、以前のテレビに用いられていたリビルト品です。
空芯コイルですが、多重密巻きされているのが特徴です。
多重密巻きされている為か?　高周波領域において、特性が悪化しだしています。

200μH RFCチョーク・コイルの特性

今回のテストの中では、一番素直な特性を見せてくれました。
見た目もさることながら、これぞRFCチョーク・コイルという構造をしています。
高周波領域に於いても、特性の乱れが生じていません。
高周波領域でもそのインピーダンスも確保されています。
ただ、200μHなので低周波領域でのインピーダンスの低下が問題です。

フェライトコア #73_16t RFCチョーク・コイルの特性

このフェライトコア #73 を用い、16tほど電線を巻いた RFCチョーク・コイルの特性が最大公約数でもって一番合致しているRFCチョーク・コイルのようです。
ちなみに、コイルの容量は、16t巻いて、1.15mH でした。

高周波領域での特性の悪化はあれど、許容範囲です。
低周波領域まで伸びているRFCとしての特性インピーダンスも良好だと思います。
あとは、巻き数での調整にて、目的のRFCチョーク・コイルへと仕上げれば良いだけです。
諸特性での極端な乱れが出ないところが利点ではないでしょうか?

ちなみに、フェライト・コアを用いた伝送トランスもテストしてみました。

フェライト・コアを用いた伝送トランスのテスト

毎度ながら、ハンダ直付けでのテスト風景です。

フェライト・コアを用いた伝送トランス比較

一番利用するだろうと思われる、#43と、#73とをテストしています。
巻き数こそ違えど、各コアの持ち味に対する特性結果となりました。
#43は、高周波領域での乱れが少ない代わりに、低周波領域まで伸ばすには一工夫必要です。
#73は、高周波領域まで伸ばすには一工夫必要なようですが、低周波領域に至っては素直に実用になりうる特性を持ち合わせているようです。
ちなみに、この#73、1KHzでも伝導してくれています。

とても簡単に見えるRFCチョーク・コイルというパーツですが、使用目的に合わせた部材選びと、それらの特性を最大限に活用できる工夫をすることによって、設計した通りの数値を得ることが出来ると思います。

昨今、デジタル屋さんたちが作られた高周波ユニットなどに少々疑問を抱きながら、独自の改造を施さなければ使い物にならないモノが多く、それらの経験上からくる老婆心での簡単な実験でした。

少しは参考になりますかね、、、、、。

Multi-function Tester TC1 おもしろ小道具

部品・パーツ類の整理を行う上で必須の小道具といえば、部品・パーツの中身を調べることが大切なのですが、いかんせん、一つの小道具では今までは不可能でした。
そんな悩みを常々感じていたところ、何と、またまた中華におもしろ・グッズを発見!!!!!!

時間は掛かりましたが、やっとこさ手元に届き、早々、手当たり次第にパーツ類を測定。

その感想は、中々どうして、こりゃぁ、つ・か・え・る、、、、、、。
測定端子の極性も無関係!!!!!!
その都度、液晶ディスプレー上に測定端子ごとのピン接記号を表示してくれます。
こりゃぁ、便利だわ～～～っ!!!!!!!!
型番の消えたTrなどにはもってこいの便利機能満載でした。

測定に際しての接続ピン指定などもなく、測定したいモノに適当に結線するだけで接続したピンにはそれらの記号が表示される、優れものでした。

適当に接続すれば、ご覧のようにピン接を表示してくれますので型番の消えたモノには重宝する小道具になりそうです。

いままで便利に利用していた個別測定器類の機能も内蔵されている為に、これ一台で大体測定出来てしまいます。
それでいて値段も低価格!!!!!!!!　　これ、大事。

う～む、、、、、、、、。。。。。

自作する意欲すら失いかけてしまう様な、内なる衝撃を痛感しております。

ワンチップICが氾濫しだしてきてからというもの、世界の時間の進み具合が早まった感は歪めませんね。

老婆心なのですが、これからの若者が心配になってきてしまいました。

コイルを巻いてラジオを手作りしていた、あの頃が懐かしい思いがします。

ほんの最近なんですけどね～っ、、、、、。

そうだ!!!!!!

ゲルマ・ラジオでも作ってみよう!!!!!!!