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スイッチング電源のノイズ検証とプチ対策

2013-02-10      
 TS-590と同時に購入したスイッチング電源・・・DM-330MVは電流容量的には満足なんですが、ローバンドのノイズが結構あります。この製品が誠実なのは、「1.9MHzではノイズが出まっせ」と明記してあるところ。ただ、どの程度なの というのは、電源の引き回しやレイアウトで全然違ってきますので、ひょっとしたら全く気にならない方もいらっしゃるんでしょうが、我が家ではその一つ上のバンドである3.5MHz帯でもあちこちノイズが聞こえてきてちょいと邪魔です
 3.5MHz帯については、きっとコンテスト以外では「常用バンド」とはならないんでしょうが、今後の「ローバンド化」に備える意味でも一度素性を知っておこうと思い立ち、相変わらず治り切らない咳に堪えつつ、これまた「未校正」のオシロを引っ張り出してきました。

 まず疑ったのは、直流側に乗ってしまうスイッチングノイズ・・・これはリグに直接影響しそうですから、とにかくチェック



 凡そ15μS毎に20mV程度の「ヒゲ」に続いて、ちょっと鋭角なノコギリ波のようなもの(これは10mVくらい)が見えます。この間隔は、電源に付いている「NOISE OFFSET」を回すと変わります。即ち、運用周波数にノイズが現れたら、これを回すとノイズが「ずれてくれる」というわけで、実際に気になるノイズが出てきた時にこれは立派に機能しています。

 この程度のノイズが何か悪さをするのかなぁ・・・と半信半疑だったのですが、DC側のノイズ対策としてとりあえずLCによるフィルタを入れてみました。DCですから、まずは「ノーマルモードで十分」と踏んで超簡単に丁稚上げ



 DCのプラス側にFT240-43に12回巻きのコイル(大凡150μH)と3300μFの電解コンデンサを入れる形で、タッパを使って工作。さぁ、波形は如何に



 何やら正弦波チックになりましたが、まぁマシになったと言えそうですね。そこで、リグと電源の間にこのフィルタを接続して聞いてみると・・・確かに3.5MHz帯のノイズは若干減ったものの、1.9MHzに至っては相変わらずS=9程度のノイズが発生しており、造作した割に効果が低いことが解りました やはり、DC側はメーカーサイドもそれなりに考えているんでしょうね。

 ここで、何気にプリアンプをON/OFFすると、そのノイズが明らかに強弱することに気づきました。ということは、電源から発生したスイッチングノイズが「アンテナ側」から混入してくる・・・正に「ノイズを聞いている」ということに気づきました。これって当ったり前なことなんですが、どうも直接的にノイズが伝わってくる経路が怪しいという先入観で無駄な工作をしてしまった・・・まぁ、そんなオチなわけです

 じゃぁ、ACコードからのノイズ輻射だな・・・という単純明快な理屈から、常時接続してある効果の解らぬナンチャッテフィルタを外して1.9MHzを聞いてみると一段とノイズが酷くなり、強いところではS>9といった有様 ふ~ん、ナンチャッテフィルタもちょっとは役に立っていたわけだ・・・。そこで、さらにフィルタを追加すべく、折角作ったLCフィルタをぶっ壊してトロイダルコアを取り出し、そこに電源コードを巻いたコモンモードフィルタを急造しました。



 電源に一番近いところから巻き始めると丁度14ターン巻けましたので、タイラップで固定していざ1.9MHz帯をワッチ。すると、軒並みノイズが小さくなり、ピークでS=7程度までレベルダウン。メータが振らないまでも、ひとまず「聞こえていたノイズ」が随分少なくなり、結果的に「NOISE OFFSET」で逃げ易くなりました。
 また、3.5MHz帯では15KHz程度の間隔で聞こえていたノイズが無くなり、このバンドは「電源ノイズの影響」からは卒業できました

 多分電源につながっているACコードを裂いてキャンセル巻きのコイルを形成させ、さらにコンデンサでバイパスするいわゆる「ラインフィルタ」を電源に近いところに入れる・・・これでもう少し効果が出そうですが、そこまでの踏ん切りは付かなかったことに加えて3.5MHz帯が救われたことから、ひとまずこの対策で暫し「延命」しようかと思います。

 トランス型の電源はデカいし熱いし変換効率は落ちますが、特にローバンドのノイズに関しては断然有利と言えそうですね。固定ではトランス型、移動では軽量重視でスイッチング電源・・・こんなスタイルが正解でしょうか
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ジャンクOCXO入手(^-^)/

当局も最初スイッチング電源使っていましたが、トランス式に換えました。今は30Aクラスでも結構安いんですね。
スイッチング系のノイズは多いですね><とくにご近所で太陽光発電システム導入されちゃったりすると、それこそ数10kHzごとに柱が立ちますからねぇ...(SDRのwaterfall表示させると縦のストライプが^^;;)
最近も屋外PLCに向けての動きが出てきている(電波法が改正?)ようで、ますます都市部でのローバンド運用が厳しくなってくるみたいです。
その前に1.9か3.5でPSE QSO w

そうだ、OCXO製作中だった・・・

スイッチングノイズ・・・どちらかというと、DCラインから直に、或いはDCラインからの輻射だと思いこんでいましたが、まさかAC側だったというのは意外でした。まぁ、よく考えてみれば、「リグに直接ノイズを流し込む電源」なんて売れないよね!?
外来のインバータノイズ・・・これは、MFJ-1025のような「逆位相」で消し去る方法がありそうですが、程度の問題になりますよねぇ・・・。PLCの件を含めて、住宅密集地では多難なローバンドだからこそ、頑張ってみるのも一興かと・・・いや、酔狂かな?(爆

15KHz@3.5MHz

初めまして! アパマンハムをやっている者です。
「15KHz、3.5MHz、ノイズ」でここにやって来ました。
我が家でも3.5MHz帯を中心に、きれいに15KHz毎に山がいくつも立っています(笑)
電源は同じくDM330なのですが、何をしても止まりません・・・・・・
ベランダにATUを設置して運用中で、グランドは9mベランダ一面に敷き詰めた銅板です。建物鉄筋からノイズが逆流しているのかとも勘ぐっています。
ノイズ対策はこれでもかというくらいにやっているのですが、この15KHzだけにはやられっ放しです(笑) また何か良いヒントでもあれば教えいただければ助かります。
今後ともよろしくお願い致します。

スイッチング電源は曲者ですね

万年アパマンハムさん、こんにちは。コメントありがとうございます。
この記事に書きたかった盲点は、「電源のノイズがACラインから輻射されている」ということで、電源のACケーブル側からの輻射を極力減らすことが重要であり、もう少し突っ込んだ対策にとして、
・電源のACコードを束ねてアルミホイルで包み、
・ACコンセントには最短でラインフィルタを入れてつなぐ
という辺りでどうだろう・・・と当時は思っていました。結局、トランス式の電源が安く手に入ったため、この追試はやっていません(^^;
また、15KHz毎で正確にノイズが・・・となると、この電源のせいではなく、隣近所のエアコンや太陽光発電のインバータということも考えられますね。この辺りは「受信実験」ですから、トランス式の小さな電源、或いはバッテリーで受信してみて切り分ける方法があると思います。
何か良策が見つかったら、是非教えて下さい!また寄って下さいね(^o^)/

切り分け

どよよん無線技士さん
 おはようございます。
 ノイズがどこから来ているのかという切り分けを、簡単にやってみました。
 答えは出ていませんが。。。。。。
 結果、DM330は原因ではありませんでした。
 DM330を使わなくても全く変化無しです。
 (ちなみにDM330はATU専用で、無線機の電源は内蔵タイプでAC直結です)
 ただし、他の無線機(外付けDC電源タイプのものをバッテリー駆動)でも同様のノイズがありますので、ACからの逆流もなさそうです。このようなことから電源系統ではなさそうです。
 これ以外にSDR受信機やPCといった周辺機器も全てOFFの状態にしてみましたが、変化無しですので、周辺機器ノイズでもなさそうです。
 残るのはアンテナエレメント、ATUグランドライン、ATU制御線、同軸。。。。。これらからノイズを拾っているような感じです。
 

根気よく付き合うしか…

万年アパマンハムさん、こんにちは。
なるほど、電源由来のノイズじゃ無かったようですね。
15KHzの規則性がハッキリしているとなると、本命はインバータ系だと思いますが、以外に「ACアダプタ」もノイズ元になります。自分でも忘れてしまっている繋ぎっぱなしの小型電化製品のACアダプタがスイッチング式…なんてこともありますよ。
宅地の場合、季節や時間帯によってノイズの種類や出方、頻度、強弱などが変化します。エアコン、暖房、給湯器…などなど、様々なものがノイズを出しますから、根気よくチェックしないと特定できませんが、ノイズ元が判ると処置もし易くなりますから、頑張って探してみて下さい。
ちなみに我が設備で支配的なノイズは、隣りのマンションのエアコンノイズである可能性が高く(春、秋はノイズが大幅に減る)、これはMFJのノイズキャンセラで消せるんですが、ハイバンドではキャンセラの能力が高くないため、まだ根治までは遠いようです。
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アパマンというハンデにさらにQRPまで課し、失敗連続のヘッポコリグや周辺機器の製作・・・趣味というより「荒行」か!?

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