働きたくない

5000兆円欲しい

フィルタを作った

受信環境を整えたところ、「どうもこの強信号が悪いのではないか」と邪推するようになってしまい、精神の安寧のためにフィルターを3つ作りました。

航空無線(VHF帯)用3次バタワースBPF

回路

以下のウェブページと同じものを作りました。

VHF AIR BAND用 108〜138MHz帯 バンドパスフィルタの作り方 3D無線クラブ

  • VORには興味がないので、下限を118MHzにすべきでした
  • 本当は段数を増やしたかったのですが、RF ToolsでやってみるもnHオーダーのコイルが必要になってしまい断念しました。後で知りましたが、スズメッキ線で手巻きすればそのオーダーのコイルを作れるみたいですね(144MHzのキャビティBPFで手巻きコイルばかりなのも、そういう理由でしょうか)
作成
  • 初めてトロイダルコアを使ってコイルを巻きましたが、意外と面倒でした
  • 生基板による作成も初めてでしたが、ランドのカットが大変でした(普通のカッターだと歯が立たず、Pカッターでようやくできました)
  • 後で気づきましたが、トロイダル・コアの下の部分は銅箔を剥いだほうが良かったのかもしれません。そうしないと、コイルの巻線との間に浮遊容量が発生します
  • ケースはタカチのアルミダイキャストケースTD4-6-3Nを使用
  • パネルマウント型のBNCコネクタのうち、プラグ側がなかなか見つからず苦労しました(秋月で売っています)

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航空無線(VHF帯)受信用のBPF

測定

スペアナで周波数特性を測定してみました(下の写真の撮影時には、20dBのATTとDCブロッカを外付けしています)。

-3dB幅は35.3MHzで、想定の136-108 = 28MHzよりやや広めです。なぜか挿入損失が通過帯域でも-6dBほどあります。3つのLC共振回路の組み合わせだからか、ピークが3つあります。

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航空無線用BPFの周波数特性

その後、ケースに入れ、再測定しました。

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ケースに入れた後の再測定結果(左)測定風景(中)特性(右)特性拡大(基準線に意味がありません、1dB/div)

ちなみに、受信環境はあまり変わりませんでした。残念。

この回路の不思議

この回路で少し納得できていない点があります。

まず、秋月のページにあるデータシートから、T-25-12のAL値は、12μH/100回巻です。よって、それぞれのコイルのインダクタンスは次式と求まります。

  • L1, L3のインダクタンス:[tex:L_{1, 3} = 12 \times (17/100)2 = 0.3468][μH]
  • L2のインダクタンス:[tex:L_{2} = 12 \times (17/100)2 = 0.0048][μH]

この定数でLTSpiceでシミュレートすると、実測値と掛け離れた特性が出てきます。

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LTSpiceによるシミュレーション結果

個人的には、L2と22pF // 47pF = 69pFの部分の定数が小さい気がしていますが、現実は良い特性を示していて、その差異の原因が分からないままでいます。

長波用9次チェビシェフLPF(カットオフ周波数 = 500kHz)

回路

上のBPFに同じく、以下のHPに着想を得ました。

500KHZ LPF ローパスフィルターの作り方 3D無線クラブ

段数を増やすほど特性がまともになるだろうという安易な発想で、RF Toolsを参考にしながら次数を9次にしました(フィルタ。 不安だったので、LTSpiceでも同じ結果が得られるか確認しました。

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長波用LPF(設計とシミュレーション)

作成

そして、秋葉原で部品を買ってきて作成したのが以下です。

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長波用LPF

主に千石で部品を集めましたが、27μHのコイルが見つからなかったため、すべて22μHのアキシャルリードコイルとしています。

(実はシオヤ無線で27μHのチョークコイルを見かけたのですが、作成前にブレッドボードで念の為特性をチェックした所、共振周波数が低いのかあまりうまく行かず、22μHで代用しました。事前確認してよかった…)

測定

スペアナで測定した周波数特性です。通過域でも少しガタガタしています。100kHz以下はTGがそもそも対応していないので測定不可です。

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長波用LPFの周波数特性。(左)広帯域(中)拡大(右)最初27μHのコイルで失敗したときの特性。100kHzでカットオフしてしまっている

こちらも、ケースに入れた後に測り直しました。

元々TURHの段階で、低周波領域では損失が多くなります(DCブロッカのためか?)。そのため、TURH結果を使用してNORMALIZEすると、少しだけまともに見えてきます。ただ、この場合でも少し通過領域でもガタツキが見られ、カットオフ周波数は400kHzでした。

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ケースに入れた後のLPFの特性。(左)NORMALIZE OFF, 平均なし(右)NORMALIZE ON, 平均あり

さて、これも、受信環境は変わっているようにはあまり感じられませんでした。

短波受信用9次チェビシェフHPF(カットオフ周波数 = 1.6MHz)

兎にも角にも中波帯の電波が強いため、受信できない電波があると中波帯を疑ってしまいます。

特に困っているのは東京マーチス(1665kHz)で、受信できるものの弱すぎて聞き取れないため、1.6MHzをカットオフ周波数とするようなHPFも作ってみました(弱いのならばプリアンプを作るべきな気がした)。

回路

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短波用HPFのシミュレーション

作成

こちらも秋葉原で部品を購入して作ってみました。コンデンサにはフィルムコンデンサを使用しています。

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(左)作ったHPF(右)上と同様のアルミダイキャストケースに入れました

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HPFの周波数特性。想像していた通りのHPFですが、カットオフ周波数付近では少しなだらかすぎる気がします。
(左)ケースに入れる前(中)ケースに入れた後(右)拡大

今後

東京マーチスもエアバンドも弱いことは変わらないので、この周波数領域のプリアンプを作ることにします。

あと、そもそもアンテナ線にも問題があるように思っているので、一旦外さないといけないため面倒ですが、アンテナを外し、そこからの同軸ケーブルだけの場合の特性も測ってみようと思います。

何なら、ワイヤーアンテナとループアンテナも試してみたい。

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