Bias-Tを考える ~ 設計

AT50への給電方法を検討する。

AT50を実際に試してみるために、ロングワイヤを仮設。 エレメント長は9m位。最も高いところでせいぜい4m。そん...

防水の点からも電源線をわざわざ引っ張らないで済むことからも、同軸ケーブルにDC 12Vを重畳して給電するのが楽そう。そのために使うのがBias-T (Bias-Tee)。要するに、DCとRFを分けるHPF。

設計

QucsStudioでちゃっちゃと設計。

生成ツールを使う

フィルタのような基本的な回路は生成ツールが用意されているので簡単。ToolsからFilter sysnthesisを選んでツールを起動し、希望のバラメータを設定する。

Caluculate and put into Clipboard」を押せば、指定したフィルタを作ってクリップボードに入れてくれる。

あとは、回路図へCtrl+Vで貼り付けるだけ。

希望の場所でクリックすれば貼り付けてくれる。繰り返し貼り付けられるようになっている(Escで終了)。

シミュレーションのパラメータも設定されているので、走らせるだけ。

恐ろしいまでに簡単。

カットオフ周波数: 1MHz

1.8MHzまで通したいので、カットオフ周波数1MHzに設定して出てきたのが下の図。シミュレーションも走らせた。

カットオフ周波数付近を拡大。

2MHz付近で-0.3dB位。充分。

でも、これじゃ中波放送の下の方が聞けないだろうから500kHzにしてみるか。

カットオフ周波数: 500kHz

1.8MHz付近の減衰も小さくなり(当然だけど)いい感じ。こっちで行こうか。

C、Lを変えてみる

ついでなので、CやLの値をいじって様子を見る。

C: 3nF(L: 11.25μH)

Cを少し小さくした場合(Lは元のまま)。

カットオフ周波数が少し上る感じ。ま、当然。とはいえ、カットオフ周波数1MHzで設計したものよりも、2MHz付近の減衰は小さい(これも当然)。見たかったのは、Cが少し減っても実用になりそうかと言うつもりだったので、これくらいなら許容範囲かな。

C: 10nF(L: 11.25μH)

逆に、Cを大きくした場合。

下が伸びるのは当然だけど、上がちょっと悪化してしまっている(例えば2.5MHz付近が少し下がっているのがわかりやすい)のが問題。誤差の範囲ではあるけれど。

C: 100nF(L: 11.25μH)

さらにCを大きくしてみる。変化がわかりやすいように、10倍の100nF。

上がさらに悪化。コンデンサを大きくすればいいってもんじゃないらしい。やはり、Lとの組合せ(マッチング)が重要なんだろう。

L: 5μH(C: 4.502nF)

今度はLを変えてみる。まずは、約半分の5μHで。

Lの値が1MHzカットオフの場合と近いので、グラフもそれに近い感じになっている。想定どおり。

L: 20μH(C: 4.502nF)

元の計算値のものに近いけど、こちらもちょっと悪化している。

L: 50μH(C: 4.502nF)

さらにLを大きくして50μH。

想定通り、ますます悪化。とは言え、現実には誤差の範囲と言ってもいいようなレベルだとは思う。

まとめみたいな話

やはり、LCのマッチングは重要。とは言え、少々違っても誤差の範囲くらいのレベルには収まりそう。

ということで、Cは4.7nF(4700pF)、Lは11μHくらいで作ってみることにする。FT50-43に5回巻きで計算上は11.0μHなので、それで組んでみるかな。


つづき

AT50用に設計したBias-Tに使うLとCを事前に測定しておく。 L 目標は11μH。計算上は、T50-43に5...
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