高周波ブリッジ(2)
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アンテナの調整に便利な高周波ブリッジ。タイプは色々あるが、図はトランスブリッジ。 トランスの両側がバランスしていれば、信号が検出されなくなる。 ＶＣとＶＲを調整して、信号を最小に、できればゼロにする。 |
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| 信号がゼロになったとき、ＶＣ＝Ｃ１ならば、アンテナの容量分はゼロだから、アンテナはその周波数で共振している事になる。その時のＶＲの値がアンテナのインピーダンスだ。 もし、信号がゼロの時ＶＣ＞Ｃ１なら、アンテナは容量性なので、エレメントが短すぎる。 ＶＣ＜Ｃ１なら、Ｃ１の容量が打ち消されている、即ち誘導性なので、エレメントが長すぎる。 とまあ、便利なものだ。アンテナの同調とインピーダンスが同時に測定できる。 以前作った高周波ブリッジ(1) は信号源も検出方法も外付け、Ｃ１もＶＣもついていない簡易型だった。それでも十分実用になるが、もう少し「高級な」ブリッジを作ってみた。 ところで、アンテナはある周波数で使うので、その周波数の信号が必要だが、よ〜く考えてみると、信号源と検出方法の両方が同調している必要は無い。 どちらかが単一周波数であればよい。つまり、下の表のＡかＢのどちらかの方法を用いる事ができる。 もちろん、両方とも単一周波数、例えば信号源がＳＧで検出には受信機を使う事もできる。しかし、それでは双方の周波数をぴったり合わせておかないといけないので、かえって面倒だ。リッチなあなたはトラッキングジェネレータを使えばよいのだが。 |
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| 一長一短だが、信号源や検出回路を一体化した、市販のアンテナアナライザーは、Ａのやり方だろう。 Ｂタイプは信号源にホワイトノイズを使うので、「ノイズブリッジ」という。バランスの検出に受信機を使うので面倒だが、自作しやすい。 ノイズブリッジはＦＣＺ式のものをたくさんのＯＭが製作しておられる（例）ので、デッドコピーする。 |
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| ノイズ発生回路は丸パクリ。あとは誰が作っても同じような回路になるだろう。 トランスは適当なトロイダルコアにトリファイラで４〜５回巻く。伝送路トランスではないので、２次側さえバランスしていればよいのだが、トリファイラで巻くのが楽だ。 下の方がつまると見にくいので、ＶＲはＡカーブがよい。２００Ωか３００Ωが良いのだが、Ａカーブなら５００Ωでも良い。５０Ω付近しか計らないのなら１００Ωでも良い。 出力側のアッテネーターは、受信機をつないだとき、ブリッジに影響しないように、というつもりだが、どの程度効果があるものか。 |
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| まずはノイズ発生回路から。 例によって、生基板の切れ端にランドを接着する。 簡単なものなので、完全な空中配線でも良いのだが、平面的に作った方が、パッと見て間違いが分かりやすい。 |
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因みに、これはランド式のセット。 ３ｍｍから５ｍｍくらいの基板の切れ端と、瞬間接着剤を、小さな袋に入れておく。 ヒマなときに、色々な大きさの切れ端を作って備蓄する。 |
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| およそ回路図どおりに部品を載せていくと出来上がり。 できるだけ部品を寝かして取り付ける。この方が配線の間違いがない。 電源をつないでみると、盛大にノイズを出している。大成功。 マルチバイブレーターの音とも、ツェナーダイオードの音とも違う、独特のノイズだ。 |
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次にトランスを作る。部品箱に＃４３のコアがいくつかあったので、内径が３ｍｍほどのを使う。 ０．２ｍｍのウレタン線をトリファイラで４〜５回巻けると良いのだが。太すぎたら０．１ｍｍでやり直す。 眼鏡バランが沢山有るので、使い道がないかと思うが、低い周波数では無理か。また次回、何か考えよう。 |
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| より線のピッチが少し長かった。かなり撚ったつもりだったが、コアに巻く前に確認すれば良かった。 おそらくそんなにアンバランスになる事もあるまい（と勝手に決めつける）から、これで良しとする。 エポキシ系の接着剤でかためてしまう。 |
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ＬＭ３８６アンプを入れておいたプラケースを使う。 余計な穴が沢山開いているが仕方がない。 主な部品を取り付けておく。 |
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| 配線する。 発振基板や電池ケースは「超強力」両面テープで取り付ける。 早速、ダミーと受信機をつないでみる。 バッチリ、ディップが出る。５０ＭＨｚまでは十分使える。 しかし、低い周波数ではディップがブロードで、分かりにくい。 |
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低い周波数で、手を近づけるとバランスが崩れるので、ＶＲのケースをアースしてみた。 ボディエフェクトは無くなったが、代わりに、バンドごとのメモリのズレが大きくなってしまった。 仕方がない。 |
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| 完成。ケースにユポ紙を貼り付けて、目盛りを書き込んだ。 目盛りは、ＶＲの抵抗値をデジタルテスターで計って書き込む。 ダミーを沢山作って校正しても良いが、この程度の機器でそこまでする意味はない。 高い周波数の誤差はやむを得ない。 |
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| 【考察】 ＶＲとＶＣが直列になっているので、高い周波数ではＶＲが、低い周波数ではＶＣが効いてくるのは仕方がない。 大きなＶＣを使えば良かったのだが、無いから手持ちの１００ｐＦのタイトバリコンを使ったので、低い周波数で使い心地が悪くなった。 低い周波数でＲをチャンと測定するためには、大きなＶＣを使うか、Ｒを測定するときにＣをショートしてしまうと良い。 以前作ったブリッジのように、Ｒの測定だけにするのが簡単で効果的だ。 Ｃを測定するのは、共振しているかどうかを知りたいだけだから、他の方法で共振周波数を調べれば済む事だ。 |
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