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カテゴリー「チューナー」の記事一覧

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19Ω直接給電2エレ八木

高さや環境に影響を受けにくく、同調型に近いSWR特性を持つ19Ω直接給電2エレFM用八木を作ってみた。

(要のQマッチ)
対象を76.1MHz、短縮率を0.67とすると、1/4λ=0.66m。
同軸の片側を若干剥いてコイルを作り、ディップメータで1/4λを調整。
実際は2cmほど短くしたところで76MHz近辺でディップした。
これを2本用意し、並列に接続して75Ωの同軸に接続。これで19Ω (正確には18.75Ω) の給電ラインが完成。

(ワクワクの調整)
EZNECで計算した長さにカットした2エレを準備し、接続。
と、ところが、その時点でのSWRはとんでもない値に。
「計算を間違えたのか?接続を間違えたのか?」と頭の中をグルグル回るが、ここは冷静に。
SWRアナライザの周波数を76.1MHz近辺でスイープすると、74MHzあたりに強烈なディップが!

あまりにも同調周波数が離れているので、エレメントの長さを間違えたのかと思ったが、実はエレメント間隔が数cm移動しただけで同調周波数が大きく移動するのだ!
75Ω直接給電2エレの時は、エレメント間隔は主にインピーダンスの変化に現れたが、実に面白い。
SWRアナライザのメータの動きがまるでディップメータのディップを観測している時の様だ。
対象周波数では設計値より若干短いエレメント間隔でSWR≒1.1が得られた。
f8d9e9dc.jpeg49e64913.jpeg







(チューナでの実使用)
これだけ「同調」という表現に近い極端なSWRの変化を見せつけられると、目的局以外は受信不能になるのではないか?と思えた。
2MHz離れた強電界局をT-2で受信すると全く問題なく受信できるが、7MHz離れた中電界局ではAUTO DXをOFFの場合STEREOにならないくらい弱くなる。マルチパスの指示も強くなり、音がノイズっぽい。
まずは予想通り。

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理論値から「実地上高」を決定する

インピーダンスの高いFMアンテナ (=75Ω) が地面からの高さで目まぐるしく変化して計算値と合わない結果が度々発生していた。
そこで、「基準アンテナを用いて任意の位置の実地上高を逆算」 して再現性を上げるという、前代未聞の (笑) 方法を採ることにした。

(経験則から見えていたこと)
75Ω直接給電2エレ八木アンテナは未だに実験形式から抜け出していないため、「ラジエータを天井からぶら下げてリフレクタを三脚に載せる」 というお粗末な方式であったが、明らかにSWRがストンと落ちる日がある。
これまでも、フォールデッドダイポールやJ-Pole、今回の2エレを設置する度に共振周波数とSWRが微妙に異なり、一体何が再現性を低くしているのかと考えてきたが分からなかったのだ。

(落とし穴)
インピーダンスが高いFMアンテナは、周囲の影響を受けやすい上に 「高さが20cm違うだけで結果が大きく異なる」。

(基準モデルの設定)
Φ4mmの1.8mのダイポールが既にあるので、
 (1) このアンテナが理論上SWRが一番低くなる (≒75Ω) 周波数と地上高 "H" をEZNECで割り出す。
 (2) このアンテナを基準として「希望する設置位置で一番SWRの低くなる高さ "h" をその位置の実地上高 "H"」 とする。
もちろん、H=h とならないこともあるだろう。

EZNEC (real)での計算によると、Φ4mmの1.8m長のダイポールは
 ・高さ H=1.8m (≒1/2λ)、81.1MHzでSWRが最小 (1.023)
 ・高さ H=3.6m (≒1λ)、80.0MHzでSWRが最小 (1.009)
 ・高さ H=5.4m (≒3/2λ)、79.9MHzでSWRが最小 (1.007)

(実験)
SWRアナライザを使用し室内の色々の場所で測定してみると、実1.8mの高さが微妙に変化する。
面白いことに、いつも2エレを設置している場所の理論1.8mの位置が、昨日設置してSWRがよく落ちた高さと一致するのだ。
その理由を理論値が裏付けた形に (笑)。

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アンテナの高さとインピーダンスの関係

75Ω直接給電2エレを室内に設置する度に、微妙に共振周波数が違ったりSWRがあまり落ちなかったりする場合があり、はっきりした原因が分からないでいた。

理論と実験が一致しないのは、地面からの影響を受けてインピーダンスや放射パタンが変わっているからに違いない。

(EZNEC)
そこでEZNECのグラウンドをフリースペースからリアルグラウンドに変えてみた。
実際に1m、2m、3m、4mでシミュレーションして驚いた。
設置高さで共振周波数が変わるのは知っていたが、これほどまでインピーダンスが極端に変わるとは意識していなかった。
エレメントの長さや間隔を変えても75Ωを実現できない高さまであるのだ!

(何故か?)
試しに、19Ω直接給電2エレはどうなのかを確認してみた。
エレメントの長さも間隔も変えていないのに、2/4/6m間に大きな差は無い!
75Ωに比べると、皆無に等しいほど (さすがに1mでは影響を受けている)。
1m.jpg2m.jpg4m.jpg6m.jpg












そうか。
ハイインピーダンス = 高感度 (高ゲインという意味ではない) = 周囲の影響を受けやすい
ということだ!

(結論)
インピーダンスの高いアンテナは広帯域に渡りSWRが低いので、むしろ優等生的と思っていたが、高さの影響を考えないと、実際に揚げてみて理論と合わない結果に悶々とすることになる。
低インピーダンスアンテナは帯域は狭いが、室内で調整してから揚げてもその後の調整が不要になる利点がある。
いよいよ低インピーダンス型直接給電アンテナの製作の必要性が増してきたな。


 

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50Ω/75Ωインピーダンス変換器の製作

ヘンテナの調整では、50Ω 用のSWRアナライザを直接使用して測定するというミスをやっちまったので (SWRの絶対値は正しくないが、共振点すなわちSWRのディップ点は変わらない)、今回はFM帯域をカバーする 75Ω/50Ω 変換器を製作した。

(これまでの調整方法)
 ・ディップメータを使用してディップ点を確認して概略同調周波数を確認。
 ・正確な同調周波数 (目的局にセンターが来ているか) を知りたい場合は、ディップした周波数を発振させたままFMチューナを動作させ、妨害が起きるかで確認。

空中にあるアンテナのワンターンコイルにじっと動かずにディップメータを当てている姿も滑稽だし (笑)、結合の深さが少しでも変わるとメータの値がふらつくので、非常に面倒くさい。それに、ディップの深さでSWRの良し悪しは分かるものの絶対値までは判らなかったのだ。

(準備するもの)
・アルミケース (タカチ)
・F コネクタ
・BNC コネクタ
・フェライトビーズ x 2
・UEW ポリウレタン線

(製作)
特に難しい個所はない。ここを参考にした。
Transformer.jpg






(実アンテナでの測定)
正しいインピーダンス値を読取るには、50Ω、75Ω それぞれの同軸ケーブルの長さは本来、電気的に 1/2λ にする必要がある。
がしかし (笑) それは後ほど作成するとして、現在手元にあるケーブルを使用してSWRアナライザで早速測定。
対象は直接給電 2エレ八木。

76.1MHzでSWRが1.15。ほぼ設計通り。
アンテナのエレメントの位置の調整をしながらリアルタイムでSWRアナライザのメータの動きが分かるので非常に楽だ。
SWR.jpg






(これからの方向)
・2エレは狭帯域型の19Ω 直接給電の実験。
・19Ω 直接給電型の 3エレの正式版の部品収集・製作。
 

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TRIO FX-46

FX-46f.jpg今度は真空管式FMチューナ、TRIOのFX-46。

(初期状態)
積年の汚れでドロドロ。
「動作しません」のジャンクだったが、恐るおそる電源を入れてみると、「ブーン」というハム音と共にホワイトノイズが聞こえた。
モノにするとハムは消えるが、これが参考になるかどうか・・・。
電源の電解コンの容量抜けか、と思いつつスケール内を選局してみるも、何も聞こえないし、メータも動かない。
なんか、RF段が動作していない感じ。

(清掃と初期確認)
天板と底板の汚れは、石鹸で水洗い。
基板やシャーシ、フロントパネルの汚れはアンモニアやガラスクリーナで根気よく清掃。
真空管のピンの清掃が終わった所で電源を入れてみると、ハム音はそのままだが、勢いよくSメータが振れて動作した!
B電源の値も妥当な感じで、アライメントはさておき、真空管独特の音がステレオで鳴り始めた。
メータのバックライトとステレオインジケータは点灯するが、スケールのランプは左右とも切れている。

(トラブルシュート)
マルチセクションの電解コン40uF+40uF+40uF/250Vの代替品に適当な候補が見つからないので、後で中身を取り出して汎用品を詰め込むとして、取りあえずハムの原因がここなのかを判定する。
手持ちに適当な値のものが無かったので、10uF/350Vを3個をそれぞれの端子にパラに接続。
若干ハム音は残るものの、実用レベルまでになることを確認。
後に47uF/250Vを3本購入して取り付けると、完全にハムは消えた。
FX-46l.jpg






(音質)
トランジスタアンプを通しているとは言え、やはり真空管の音。音離れが物凄く良く、スピーカがあることを忘れてしまう。
音は柔かいけれど張りがある。高域なんてものがあるのか (笑) というF特だが、ST-5000Fと同様不自然さは全くない。
NHK FMのルーシーケントの声がゾクゾクするほどリアルだし、ギターアンプが真空管式であることまで分かる。
いつまでも聴いていられる自然な音で、豪華なスペックに安心するだけのオーディオとは別世界。
脱帽。
FX-46r.jpg








 

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