コイルの自己共振周波数

2013-06-30      
 このところの「課題」は、何とかノイズのない環境(まぁ、皆無は無理ですが・・・)をできるだけ構築しようと、MFJ-1025を中心とした外来ノイズ(特に同じ建物内のものや直ぐ隣のマンション群由来のもの)の撃退作戦です。勿論、そんなに性急な話ではなく、「徐々に良くなっていけば良いわい」程度の話なんですが、比較的手元で行うヘッポコ実験でもあれこれ理解することができるため、「Mid Summer Experiments 2013」の1つとして(なんだべ、これは)ユルユル進めようかというネタでもあります。

 今回の肝は、MFJ-1025の心臓部・・・というかキーテクノロジーである「フェーズシフト回路」の最適化が最終着地点なんですが、「ノイズを消すために必要なノイズ集め」も課題の1つです。この部分は、JI1ANI/福井OMの有り難い助言やブログ記事から勉強させて頂きながら、「Mini-Whipモドキ」(自作のMini-Whip)で突っ切ろうと思っているんですが、福井OMの記事の中で「Mini-Whipは、同軸を使ったDC給電時のチョークがちょっと悪さするぜぃ」(注:原典はこんな乱暴な書き方ではありませんよ、念のため・・・)という記事で目の当たりにした「コイルがコンデンサに変わる時」・・・即ち、自己共振を超えた周波数のRFCの挙動について、自作のMini-Whipの感度不足を追いかける過程で見事に発見・解決されている記事に出会し、目から鱗どころか脳髄が出んばかりの「なるほどなぁ~体験」をさせて頂きました。この機会を無駄にするのは勿体ないんで、日曜の午後という限られた時間でできる範囲の確認を、毎度の測定器群でやってみることに。

 まずはFB801-43を使ってRFCをこしらえ、自己共振周波数をディップメータで測らん・・・と思い立ち、0.2φのUEWを17回ほど巻き付け、両端を少し長めに取ってピックアップ用1ターンコイルにして、久々登場のディップメータ「DM800」で測ってみたもののディップ点が見つからず・・・。多分、自己共振周波数がかなり低い方に行ってしまっているんでしょうが、ちっとも面白くありません

 そこで、テーブルの隅でいじけていた「手巻きコイル」と「そのコイルの次のバージョン」をたぐり寄せて実験することに。



 何のことはない、釣り竿君のセンターローディングの「新旧」です。右のものはもう使う機会もないんでしょうが、何となく机の隅っこに鎮座しています。

 自己共振周波数の測定・・・というと何やら難しげですが、要はコイルの両端を短結した状態で同調周波数を測ればいいわけで至極簡単。



 インレタが剥げてしまい、DM800の原型を知らない方には「どこのディップメータ」って感じでしょう。思えばこいつは「電話級」に受かった祝いに祖母に買って貰ったもので、今となっては「形見」とも言えますが、こうしてまだ使えています。

 思い出話はさておき、結局このコイルの自己共振周波数は72MHzくらいのところで見つかりました。これで20μHくらいのコイルですから、RFCにするためにはこの数倍の大きさのコイルを巻いて小さなケースに入れるという四次元的なことになり、やはり空芯コイルでは無茶ですね・・・って当たり前だろっ

 ただ、明らかに自己共振周波数より低い周波数ではちゃんと「私はコイル」として動いてくれるわけですから、釣り竿君を始め、我がステルス君達のコイルはちゃんとまともに動いているということが確認できました。ちなみに、大きな方の自己共振周波数は55MHzの上辺りでした。

 結局、大きなインダクタンスのコイルの自己共振周波数を高めるためには、「透磁率が低いコアで多巻きする⇒こうすると線間容量が増えて自己共振周波数が下がる⇒じゃぁ透磁率の高いコアに巻く⇒これでも自己共振周波数が下がる」というジレンマに陥るわけで、コアの材料から頃合いのコイル径(これによって、線材の長さが変わる)まで考えなければ、本当に良いものはできないということになるわけですね・・・いやぁ、奥が深すぎる

 で、今回の教訓は、上記のジレンマ云々ではなく「どれも知識として知っていたこと」が案外、きちんと理解されるところまではこなれていないんだなぁ・・・というところです。毎度感じる「まだまだ素人」・・・勿論「素人無線」ですからそれはいいんですが、こうした「原理に近いこと」を塗り潰す作業も、まだまだやっていかなければならない「修行」といったところでしょうか

 さて、明日からまたちっと忙しくなりそうですが、とりあえず「充実の日曜」はそろそろ終わりの時間になりそうです。
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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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