jl7gmnのblog

yahooブログから移行してきました。アマチュア無線を中心としたブログです。

2019年11月

VNAによるインピーダンス測定

日頃よく、オークションで、CやLを測るためのLCRメータを探してみたりするが、結構使用したい周波数(3.5MHz~29MHz)での測定できるものとなるととても高価で、手が出ません。現状持っている測定器でのインピーダンスを測定できるものとして考えられるのがVNAがあるので、確かめてみました。300KHzから3GHzまでの周波数範囲の測定器なので、目的のインピーダンスを計測するには、周波数的には問題ないです。ネット情報でアジレントのVNAによるインピーダンス測定の資料がありましたので、参考にしています。file:///C:/Users/USER/AppData/Local/Microsoft/Windows/INetCache/IE/D1Y408GU/Impedance_Measurement_with_Network_Analyzer_ver2.00.pdf

これによると、1ポート構成 反射法というのが簡単に使えそうです。S11パラメータでの測定です。

Zdut=50X(1+S11)/((1-S11)

しかし、制約というか、精度良く計測できる(感度よく測れる)領域があるようで、条件として、ベクトル電圧比測定の振幅または位相測定値がダイナミックに変化する領域という事のようです。グラフにはDUTのZ値(Ω)としては1Ω〜数kΩまでのようです。
これ以上のZの測定するとなると、シリーズスルー法によらなければならないようです。Zとして数Ωから100KΩぐらいまでが、感度よく測れる領域になるようです。
また、低Zの測定法としては、シャントスルー法があり、1mΩから100Ωぐらいまでが感度よく測れる領域のようです。

Sパラメータ測定ポートでのZ測定確度は10%ぐらいのようです。(E5061Bの場合)

実際に秋月で購入した1μHを測定してみましたが、1MHzから50MHzで以下の様に測定できました。
1MHz:1.044μH
3.5MHz:848nH
7.0MHz:841nH
10.1MHz:836nH
14.2MHz:832nH
18.1MHz:827nH
21.25MHz:824nH
24.95MHz:818nH
29.0MHz:812nH
50MHz:760nH(0.76μH)
これで、反射法で、目的の周波数でのインダクタンス測定ができます。
十分使えそうです。
ちなみに、測定に使ったVNAは8753ESです。

つづく ?

バーチカルアンテナのバンド切り替用コントローラその13

最近バーチカルアンテナがとてもコンディションにマッチすることが多いので重宝している。特に7MHzでは切り替えSWでバーチカル側に切り替えることが多くなりました。特に、バンドコンディションが悪いときは、顕著にバーチカルアンテナのほうが、短縮のダイポールよりSで3つから4つほど強力に安定して信号が受信できることがあります。共振周波数も調整し交信のための準備はOKな状態にあります。7MHzの1/4λのバーチカルですが、ほかのバンドも延長コイルの切り替えをして、3.5MHz、1.9MHz、1.8MHzと出られるようにコントロールボックスをついかして、室内のコントロール切り替えボックスで切り替えるのですが、回路も、ケースも準備してるのですが、未だに、コントロールボックスの制作は途中で止まったままです。今一度切り替えの回路図を見ていたのですが、PICを使い、ゲート回路をプログラミングでポート処理し、SWでリレーを切り替えています。いろいろと、パーツを使いごちちゃごちゃ組みましたが、ロータリーSWだけでも切り替え可能だということが頭によぎりました。ゲート回路を組んで、それをプログラミングでソフトウェア的に同じ動作をさせできたわけですが、バンド切り替えを行うという回路制作でもハード的にもゲートICからPIC1個で簡単化でき、全く問題はないのですが、簡単化はあくまで、ゲート回路で組んだ回路だけで、バンド切り替えコントロール回路といった点では、大した簡単化ではありません。PICもいらず、もっと安いパーツ?でシンプルにできることを確認しました。以下の切り替え部コントローラ側の回路です。
アンテナ側のリレーボックス回路は前のブログにあります。http://jl7gmn.livedoor.blog/archives/1073024.html

CIMG8140
パーツも、ダイオード5本とロータリーSWと電源ジャック、ターミナルのみです。

ロータリーSW、ダイオード(1000V2A)も秋月電子の通販で購入していたものです。
ロータリーSW
接点数は自由に設定できます。今回は、7MHz,3.5MHz,1.9MHz,1.8MHzの1回路4接点での使用設定にしています。
CIMG8141

実際のロータリーSWとダイオードを仮の確認としてつないています。ケーブルにはワニ口クリップで取り付けて確認しました。Vccはリレー制御12Vなので、+13.8Vです。単純にアンテナ側のコントロールリレー回路のリレーをSWでON/OFFコントロールするだけです。あとはなくてもいいですが、切り替えのバンド表示(LED)ですが、今は1回路のロータリーSWですが2回路をつかうことで、ポジションごとにLEDをONさせれば、簡単です。秋月でほかのパーツ購入時に追加して購入予定です。

ということで、ふとしたことから、ケースとPIC回路の組み立てがとまっておりましたが、この簡単なコントローラ回路でシンプルに電源とSWとターミナルの加工で、PIC回路の組み立ても不要で、楽ちんになります?シンプルイズベスト、PIC化の時もこの言葉を使いましたが、その上をいくシンプルイズベストです。ハード回路の設計図からソフトウェア化(プログラムによるPIC回路化)へとそして、今回ふと気づいた、最もシンプルなロータリーSWとなりました。

本来は、機構的なSWから、次はSWのハードによる電子化、そしてその回路のソフトウェア化とバージョンアップしていくのが、普通ですが、今回は、少し逆になってしまいました。やはり、簡単なものが一番元となるところであるのは間違いないです.....Hi! 思い出すと、ゲート回路も、PICプログラムも頭の体操には一躍貢献しております。Hi!

このバンド切り替えを使い、7MHz以外の共振周波数を確認したところ、肝心の3.5MHz,1.9MHz,1.8MHzの周波数調整が必要ことがわかりました。7MHzの共振周波数調整をしたため、他のバンドがずれてしまいました。各バンドの共振周波数調整は、時間をみて行いたいと考えています。

7MHzでは少しノイズフロアがあがりますが、この季節11月のバンドコンディションでの比較的強い信号では、このバーチカルが最も役に立っています。。

つづく?
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