同軸ケーブル スミス チャート

(3) オペアンプ増幅器の理想は、入力インピーダンスは高く、出力インピーダンスは低く だったのに、高周波になるとなぜインピーダンスマッチングが必要なの?, 第一話はMr. ~グルメYLたちのGirl'sトーク♥~/第8回 番外編 春うらら♪豪華弁当でお花見, FB Monthly Fashion/第5回 ブラウス&シャツを使ったコーディネート, What a tasty time! ~グルメYLたちのGirl'sトーク♥~/第8回 番外編 春うらら♪豪華弁当でお花見, FB Monthly Fashion/第5回 ブラウス&シャツを使ったコーディネート, What a tasty time! ~グルメYLたちのGirl'sトーク♥~/第3回 YLハムの行く年来る年 with ブイヤベースの洋風お鍋. ステップ(4)まででインピーダンス変換の操作は完了しましたが、実際の回路図にするためには正規化インピーダンス/アドミッタンスを実インピーダンス/アドミタンスに変換→サセプタンスを並列リアクタンスに変換→リアクタンスを設計周波数でL,Cに変換という操作を経る必要があります。これらの操作を図11に纏めます。Mr. (村田製作所HPから引用:https://www.murata.com/~/media/webrenewal/support/library/catalog/products/filter/cerafil/p51.ashx?la=ja-jp), (3) 特性インピーダンス 最近、同軸ケーブル長とアンテナの抵抗値に関して、とても参考になる記事を見つけましたのでご紹介したいと思います。ケーブル先端にくっつけた抵抗値(アンテナの抵抗値に置き換えてok)の種類に応じた、ケーブルのリグ側のインピーダンスの振る舞いです。 ケーブル スキャナ,etc 校正面 インピーダンス アナライザ LCRメータ 補正とは •被測定物と「校正面」間の測定誤差の原因となっている影響を減ら すこと Rs Ls Co Go Hc Hp Lp Lc Zm 残留インピー ダンス(Zs) テストフィクスチャの残留分 浮遊アドミタンス 校正面 ( Yo ) ZDUT. ① スミスチャートとは伝送線路の反射係数とインピーダンス値を関連付けたチャートである。 図2において赤の矢印と吹き出しで示したOpenの点(図2の③)に接する円形の目盛り⑦(代表)が等レジスタンス円です。この目盛りはjX=0Ωの目盛り(図2の②)と接する点が0Ωで、上半分が+jX、下半分が-jXの正規化リアクタンス(jX/Zo)を示し、時計回りに値が大きくなります。+側と-側はOpen(図2の③)の点でそれぞれ+j∞Ω、-j∞Ωとなって合流します。, R+jXΩのインピーダンスに誘導性リアクタンス(+jX)(=L)を直列接続すると合成インピーダンスは等レジスタンス円上を時計方向に、容量性リアクタンス(-jX)(=C)を直列接続したときは等レジスタンス円上を反時計方向に移動します。→図4参照。, (4)インピーダンスを並列接続したときの動き ~グルメYLたちのGirl'sトーク♥~/第2回 YLハムの悩み解決!with サケのフレンチトーストを掲載しました, FB Girlsが行く!!~元気娘がアマチュア無線を体験~/<第3話>元気娘、秋の休日を楽しむ! コンパスを使用して両チャート上に図9②の点を通る等コンダクタンス円と①の点を通る等レジスタンス円をそれぞれ書き込みます。②の点を通る等コンダクタンス円はインピーダンスチャート上でjX=0のレジスタンスメモリ上に中心があり、0Ωと1.5Ω(②の点)を結ぶ線の大きさが直径となる円、①の点を通る等レジスタンス円はインピーダンスチャート上でjX=0のレジスタンスメモリ上に中心があり、1.0Ω(①の点)と∞Ωを結ぶ線の大きさが直径となる円です。円の中心はコンパスを使用して各直径区間を2等分することで導出してください。インピーダンスチャート上での作図は図9を、アドミッタンスチャート上での作図は図10を参考にしてください。なおMr.SmithではMarker listから通過させたいマーカを選択して、カーソル(C)→Constant G(等コンダクタンス円)、カーソル(C)→Constant R(等レジスタンス円)で表示することができました。, (3)サセプタンス素子の導出 ~グルメYLたちのGirl'sトーク♥~/第1回 FB GirlsのプライベートQSO with 土瓶蒸しのリゾットを掲載しました, ©2020 月刊FBニュース編集部 All Rights Reserved. withおなかにやさしいお料理、【新連載】FB Monthly Fashion/第1回 アウター別おすすめコーディネート(ライダース・ノーカラー・ダッフル)を掲載しました, What a tasty time! Smithとの違いについても触れました。伝送線路の話をせずに解説しているので少々モヤモヤ感が残っているかもしれませんが、少なくとも第2話の練習問題で何をやったのかはご理解いただけたのではないかと思います。要点をまとめると、 スミスチャートとは「伝送線路の反射係数とインピーダンス値を関連付けたチャート」です。このためスミスチャートのインピーダンス目盛りは扱う線路の特性インピーダンスZo(または整合設計を行う際の基準インピーダンス)で正規化(Z/Zo)して表示されています。図2に①で示す通りチャートの中心は「1.0」と書かれており、ここをZo[Ω]と読み替えることになります。, 何故チャートの中心がZo[Ω]なのかについては第五話あたりでお話します。一般的に高周波系の測定器の入出力インピーダンス、同軸ケーブル、コネクタ類は50Ωで設計されている場合が多いことから、スミスチャートもZo=50Ωとして取り扱うことが多いので、スミスチャートの中心は50Ωだと思い込んでいる人を見かけますが正しくはZoです。Mr. Smithで簡単に確認することができます。→図6参照, (6)並列jX(直列jB)の目盛り :等コンダクタンス円 (Mr.Smithでアドミッタンスチャートを表示するにはチャートメニューから選択します。), スミスチャートの読み方について理解して頂いたので、もう一度第2話の【練習問題2】を振り返ってみましょう。, 【練習問題2】 ~健康を応援する特別なお料理~/第2回 和風のポトフ 納豆ソース添え, What a healthy time! (2) 同軸ケーブルの50Ωってテスターで測定できないけどいったい何? そもそもシールドケーブルと同軸ケーブルは何が違うの? (3) オペアンプ増幅器の理想は、入力インピーダンスは高く、出力インピーダンスは低く だったのに、高周波になるとなぜインピーダンスマッチングが必要なの? この場合、同軸ケーブルの長さがどうであれ、あるいはその同軸ケーブルのどこでvswrを測定してもアンテナ給電部のvswrと同じ値(vswr=1)が観測されるはずです。整合がとれているなら、もはやvswrを観測する必要はありません。 ~健康を応援する特別なお料理~/第3回 食物繊維たっぷり! 海藻の和風リゾット、FB Monthly Fashion/第9回 秋っぽい柄&色コーデ、子供の無線教室/第9回 「アンテナの形や大きさに注目!!」を掲載しました, What a healthy time! !(前編)!、【新連載】What a tasty time! ~健康を応援する特別なお料理~/第3回 食物繊維たっぷり! 海藻の和風リゾット, What a healthy time! 教科書に書かれているインピーダンスマッチングの目的は「電源(信号源)から最大の電力を取り出す」事でした。これは何を意味しているのかもう一度考えてみます。, 図6は図2のグラフに信号源抵抗(インピーダンス)Zsが消費する電力のグラフを加えたものです。ZL/ZS=1すなわちインピーダンスマッチングがとれた状態のとき、電源から取り出せる最大電力の25%が負荷で消費され、それと同じ電力が信号源抵抗で消費されています。残りの50%はどこに行ったのでしょうか?残りの50%は何処にも消費されない電力(取り出せない電力)となります。実はこの「電源から取り出せる最大電力」というのは、正しくは「信号源インピーダンスと負荷インピーダンスで構成される回路で消費できる最大電力」です。この値が最大になるのは図5のグラフを見てもわかる通り負荷が0Ω(短絡)になった時、すなわち負荷の消費電力は「ゼロ」で信号源が発熱している状態を示します。, ここまで書くとお気づきと思いますが、リアルなインピーダンス同士でインピーダンスマッチングを取ると、取り出した電力と同じ電力が信号源側で熱になりますので、電源効率という観点では図7に示す通り、効率50%となります。リアルなインピーダンスに対するマッチングは地球に優しくない手法と言っても良いでしょう。, (2) では、なぜインピーダンスマッチング? withおなかにやさしいお料理、【新連載】FB Monthly Fashion/第1回 アウター別おすすめコーディネート(ライダース・ノーカラー・ダッフル)を掲載しました, What a tasty time! ~グルメYLたちのGirl'sトーク♥~/第7回 ARDFの思い出 with 2種類のソースのカルボナーラ, What a tasty time! ~グルメYLたちのGirl'sトーク♥~/第8回 番外編 春うらら♪豪華弁当でお花見、FB Monthly Fashion/第5回 ブラウス&シャツを使ったコーディネート、子供の無線教室/第5回 「周波数によって変わる、電波の特徴」を掲載しました, What a tasty time! ~グルメYLたちのGirl'sトーク♥~/第3回 YLハムの行く年来る年 with ブイヤベースの洋風お鍋. なおMr.Smithでは正規化計算は自動で処理されるので必要ありませんでした。, (2)等レジスタンス円、等コンダクタンス円を書き込む ~グルメYLたちのGirl'sトーク♥~/第5回 FB Girlsの試験の思い出 withウマ辛和風スープ, FB Monthly Fashion/第2回 デニムと明るめニットのコーディネート, What a tasty time! ※スミスチャート解説動画をご覧ください。 高周波・無線に関するブログやホームページは、下記からご覧いただけます。興味ある方は、ぜひ一度ご覧ください。 技術者教育ブログ. Smithを使いながら解説しました。今月はスミスチャートの目盛りの読み方を中心に解説しようと思いますが、タイトルに“その1”とあるように、「スミスチャートとは何か」の核心に触れるお話はもう少し先でさせていただきたいと考えます。, スミスチャートのあの奇妙な目盛りは反射係数とインピーダンスの関係を示すものなのですが、反射係数の解説を先にするとそれだけでお腹一杯になってしまうと思いますので、第3話ではレジスタンス(R)、リアクタンス(jX)、コンダクタンス(G)、サセプタンス(jB)、ならびにインダクタンス(L)、キャパシタンス(C)とチャートの関係に絞って解説します。, この章でお話しする内容は伝送線路上の電源と負荷の関係、特に反射係数Γについての知識がないと完全に理解することができません。これらについては後日改めて触れますので、反射係数や特性インピーダンスの話がイマイチ消化不良でも、第3話では「そういうものだ」程度で理解しておいてください。図1に我々が入手可能なスミスチャートの例を示します。左のチャートはグラフ用紙でおなじみの「Tochiman」ブランドから販売されているもので、今でも図に示したURLから購入可能です。(筆者も昔は愛用していました)右は.png形式の画像ファイルのスミスチャートで1024×1024の解像度があります。図に示したURLから無料でダウンロードできます。第3話はこのチャートを使用させて頂きました。, 図1 スミスチャート(左:市販のグラフ用紙※1、 右:画像ファイル(フリー)※2) ② アッテネータやフィルタ等の設計上の負荷インピーダンス…イメージインピーダンス ~グルメYLたちのGirl'sトーク♥~/第5回 FB Girlsの試験の思い出 withウマ辛和風スープ、FB Monthly Fashion/第2回 デニムと明るめニットのコーディネートを掲載しました, What a tasty time! ).給電用の線路としては同軸線路が広く用いられ ている.回路素子との整合性に優れるものとしてはマイクロストリップ線路があり,アレー アンテナの給電ネットワークなどに用いられる.ストリップ線路に類似した線路としてはト リプレート線路やサスペンデッド線路がある.導波管はマ 次にR+jXΩにあるインピーダンスを並列接続したときのチャート上の動きを説明します。R+jXΩに別のインピーダンスを並列接続したときの合成インピーダンスは、スミスチャートの目盛り上を移動しません。並列接続したときの合成インピーダンスは図5に示すようにチャートを左右反転した目盛りに沿って変化します。この左右反転したチャートの事をアドミッタンスチャートと呼びます。これに対して(1)~(3)で説明してきたチャートの事をインピーダンスチャートと呼びます。一般に「スミスチャート」というと、インピーダンスチャートの事を示す場合が多いですが、実際にはインピーダンスチャート/アドミッタンスチャートをセットで使用します。, アドミッタンスチャートの目盛りもインピーダンスチャートと同様、正規化アドミッタンス(Y/Yo=Y・Zo)で表示されており、チャートの中心(図5の①)は1.0と書かれており、ここを1/Zo[S]と読み替えることになります。インピーダンスチャートとアドミッタンスチャートはそれぞれ反射係数Γの値と正規化インピーダンス、正規化アドミッタンスの関係をプロットしたチャートなので、Zo[Ω]と1/Zo[S]の点(図2、図5の①)、Openの点(図2、図5の③)、Shortの点(図2、図5の④)を一致させる形で重ね合わせることができます。つまりインピーダンスチャート上にプロットされたR+jX[Ω]の点をアドミッタンスチャートの目盛りで読めばアドミタンスへの換算値(G+jB=1/(R+jX)[S])を得ることができます。インピーダンスチャートとアドミッタンスチャートを最初から重ね合わせた「イミッタンスチャート:Immittance chart」もありますが、目盛りが細かくなりすぎて読み取りづらいので、筆者はインピーダンスチャートとアドミッタンスチャートを交互に使用しています。, (5)並列R(直列G)の目盛り:等サセプタンス円 特性インピーダンスとは同軸ケーブルやフィーダー線、つまりアンテナ給電線路のインピーダンスのことですが、アマチュア無線技士の試験勉強をやっているとこのあたりから難解になってくるかと思います。配線(ケーブル)の長さが高周波信号の波長に対して無視できない長さになると、高周波信号(高周波電力)は電磁波として配線(ケーブル内)を伝搬します。この時、図5に示すように、電磁波はそのケーブルの単位長さあたりのL,Cの値で決まる電圧・電流比でしか伝搬することができません。この電圧と電流の比(v/i)をそのケーブルの特性インピーダンスと呼んでいます。, このため送信機の出力電力を同軸ケーブルでアンテナまで供給しようとすると、送信機の出力電圧と電流の比を同軸ケーブルの特性インピーダンスと一致させてやる必要がある…すなわちインピーダンスマッチングが必要になるのです。もうお気づきと思いますが、特性インピーダンスも、それ自身が電力を消費するインピーダンスではありません。, 余談になりますが、配線上に分布するL、Cの値が一様でないと、途中で特性インピーダンスが変化することになり、電磁波の電力の一部が途中で反射されて減衰します。この結果、波長を越えて高周波信号を伝搬させることが出来ません。同軸ケーブルとシールド線の違いは、配線上に分布するL、Cの値が一定になるように設計されているか否かにあります。同軸ケーブルに限らず、配線上に分布するL,Cの値が一定になるように設計された配線、つまり特性インピーダンスが規定できる配線を「伝送線路」、または単に「線路」と呼びます。, 前章でかつて私がモヤモヤしていた事の(1)と(2)は克服できました。次はモヤモヤの(3)に関するお話です。, (1) 本来インピーダンスマッチングは効率が悪い ⑥ 間違いを避ける観点で「負荷インピーダンスを電源インピーダンスの複素共役に変換」の手順を守る。, といった内容でした。第4話は、反射係数とスミスチャートの関係について解説するための前段階として、伝送線路と反射係数についてお話しします。, その15 私のハムライフを変えてしまったSOTAの魅力(JI3BAPさんの楽しみ方), JARD、eラーニングでのアマチュア無線国家資格取得を呼び掛けるお知らせを、臨時休校で自宅待機中の小中高生に向けて発表。詳しくはこちら。, What a healthy time! What a tasty time! 図1に示す通り、私たちが学校で初めて学んだインピーダンスです。ZLの抵抗分(実数成分)は有効電力を、リアクタンス分(虚数成分)は無効電力を消費します。内部抵抗ZSの電源(信号源)から最大電力を取り出すには、負荷インピーダンスZLの値をZSの共役複素数にする…実数分だけで言えばZL=ZSとする…(図2) なおスミスチャートからわかるように、1/4λだけでなく、3/4λ、5/4λ・・・でも同じ結果が得られます。 1/4λの長さの75Ω同軸ケーブルは、給電線に50Ωの同軸ケーブルを使う場合であれば、ほぼ [1:2]の変成器として使えるというお話でした。 ~健康を応援する特別なお料理~/第3回 食物繊維たっぷり! 海藻の和風リゾット、FB Monthly Fashion/第9回 秋っぽい柄&色コーデ、子供の無線教室/第9回 「アンテナの形や大きさに注目!!」を掲載しました, What a healthy time! ~グルメYLたちのGirl'sトーク♥~/第3回 YLハムの行く年来る年 with ブイヤベースの洋風お鍋を掲載しました, FB Girlsが行く!!~元気娘がアマチュア無線を体験~/<第3話>元気娘、秋の休日を楽しむ! ~グルメYLたちのGirl'sトーク♥~/第4回 YLハムを増やす秘策とは?! FB Girlsが行く!!~元気娘がアマチュア無線を体験~/<第3話>元気娘、秋の休日を楽しむ!!(前編)! Smithを掲載いただいた事がきっかけで、アマチュア無線家の方々にスミスチャートについて紹介・解説する記事を掲載するよう依頼を受けました。私もそうでしたが、電子工作が好きでこの世界に入って高周波回路の扉を開くといきなり「インピーダンスマッチング」という概念が登場し、その先にスミスチャートという蜘蛛の巣みたいなグラフが待ち構えていて拒絶反応が…という方は意外と多いのではないでしょうか。実は解っているようで解っていない「インピーダンス」について、これから連載で解説したいと思います。, 私が無線工学を学び始めた頃、インピーダンスマッチングをとらないと出力レベルが低くなってしまうとか、送信機の出力回路が壊れてしまうとか、漠然とした必要性は知識として覚えたけれど、ずっとモヤモヤしていた事…, (1) フィルタの入出力インピーダンスってテスターで測定できないけどいったい何? 16 SimRF概要 Simscape TM MATLAB®, Simulink® SimRF TM Sパラ … Smithではこれらの計算はすべて自動化していますので、リアクタンス、サセプタンスを意識せず、直接L,Cの直並列接続で整合設計を行うことができました。→図12, インピーダンスマッチング(整合)とは「負荷インピーダンスZLを電源インピーダンスZLの複素共益に変換する」インピーダンス変換操作です。練習問題2では簡単化のためZS、ZL共に実数値の事例で説明してきました。今度は図13に複素インピーダンス同士の整合設計例を示します。図13①、②に示すようにインピーダンスZの複素共役インピーダンスZ(CONJ)はjX=0の等リアクタンス目盛りを挟んで上下対称の点となります。Mr. 以上のように説明すると、じゃあなぜRF屋は、何かにつけてインピーダンスマッチングを取りたがるのか?と思われることでしょう。それは1章(3)で述べた「配線長が波長に対して無視できないケース」に該当するからです。扱う波長が1m程度になってくると数cmの配線が特性インピーダンスを有するようになります。プリント基板上では波長短縮がかかるので2mバンドあたりからこの傾向が強く現れます。このため数mm程度の小信号増幅器の段間接続であっても50Ωのマイクロストリップラインを使用する必要が発生し、このマイクロストリップラインと増幅器の入出力間でインピーダンスマッチングを行うことが多くなります。, (5) 特殊なインピーダンスマッチング ~グルメYLたちのGirl'sトーク♥~/第9回 FB Girlsの野望 with ムースと甘エビのタルタル, What a tasty time! ~グルメYLたちのGirl'sトーク♥~/第2回 YLハムの悩み解決!with サケのフレンチトースト. FB Girlsが行く!!~元気娘がアマチュア無線を体験~/<第3話>元気娘、秋の休日を楽しむ!!(前編)! ~グルメYLたちのGirl'sトーク♥~/第1回 FB GirlsのプライベートQSO with 土瓶蒸しのリゾットを掲載しました, ©2020 月刊FBニュース編集部 All Rights Reserved. What a tasty time! 発行元: 月刊FBニュース編集部, https://www.sakaetp.co.jp/shop/products/detail.php?product_id=51, https://www.kisspng.com/png-smith-chart-with-scale-full-color-stub-electrical-798866/, 【第26話】 低雑音増幅器(LNA)のインピーダンスマッチング(その1・雑音とは何か), What a healthy time! https://mathwords.net/snsakuzu, (4)リアクタンス素子の導出 信号源と負荷のインピーダンスをスミスチャートにプロットできるようにチャートの中心のインピーダンス(Zo:ここでは従来通り50Ωとします)で正規化します。計算式は図9の(1)に記載の通りです。図9ではアドミッタンスチャートしか示していませんが、インピーダンスチャートとアドミッタンスチャートの両方にプロットしましょう。 ~グルメYLたちのGirl'sトーク♥~/第7回 ARDFの思い出 with 2種類のソースのカルボナーラ、FB Monthly Fashion/第4回 Gジャンを使ったコーディネート、子供の無線教室/第4回 「電波の性質を覚えよう」を掲載しました, What a tasty time! ~グルメYLたちのGirl'sトーク♥~/第8回 番外編 春うらら♪豪華弁当でお花見、FB Monthly Fashion/第5回 ブラウス&シャツを使ったコーディネート、子供の無線教室/第5回 「周波数によって変わる、電波の特徴」を掲載しました, What a tasty time! ~グルメYLたちのGirl'sトーク♥~/第4回 YLハムを増やす秘策とは?! ~グルメYLたちのGirl'sトーク♥~/第5回 FB Girlsの試験の思い出 withウマ辛和風スープ、FB Monthly Fashion/第2回 デニムと明るめニットのコーディネートを掲載しました, What a tasty time! 同軸ケーブルは、マイクロ波などの高周波信号の伝達でよく使われます。同軸ケーブルの特性インピーダンスz0は特殊なものを除いて、50Ωか75Ωです。同軸ケーブルのインピーダンスが50Ω、75Ω程度になっている、とても大きな理由があります。それは表皮効果です。 ~グルメYLたちのGirl'sトーク♥~/第1回 FB GirlsのプライベートQSO with 土瓶蒸しのリゾット, Mr. Smithとインピーダンスマッチングの話/【第3話】スミスチャートとは何か(その1). ~グルメYLたちのGirl'sトーク♥~/第4回 YLハムを増やす秘策とは?! Mr.Smithでは目盛りを読む代わりに、接続する「並列素子」の大きさを変化させて交点までインピーダンスを変化させました。, ※円の中心を求める方法(2等分する方法)は下記URLなどを参照ください そもそもシールドケーブルと同軸ケーブルは何が違うの? ~グルメYLたちのGirl'sトーク♥~/第6回 初めてのQSOの思い出 with グリーンのアクアパッツァ、FB Monthly Fashion/第3回 ピンクを使ったコーディネート、子供の無線教室/第3回 「電波はどうやって伝わるの?」を掲載しました, What a tasty time! Smithでは起動画面でZoの値を設定することで正規化計算を自動的に処理しています(→第二話の図2を参照)。なお単純にインピーダンスとアドミッタンスの接続計算のみを行う場合は、Zoは物理的な意味を持ちませんが、実際に計算するインピーダンスの絶対値から大きく離れた値にすると目盛りの読み取り精度が悪くなります。, (2)直列Rの目盛り:等リアクタンス円 ~健康を応援する特別なお料理~/第3回 食物繊維たっぷり! 海藻の和風リゾット, What a healthy time! はじめまして。 発行元: 月刊FBニュース編集部, https://www.murata.com/~/media/webrenewal/support/library/catalog/products/filter/cerafil/p51.ashx?la=ja-jp, 【第26話】 低雑音増幅器(LNA)のインピーダンスマッチング(その1・雑音とは何か), JARL主催の「WAKAMONOアマチュア無線イベント」、今年も多数の子供たちで賑わう, 「北海道アマチュア無線セミナー2018」に約300名が来場、“IC-9700の魅力”に関する講演も, What a healthy time! 第2話ではインピーダンス変換とは何か?とインピーダンス整合回路の設計について、スミスチャートの意味合いは後回しにしてMr. 図7に示した通り装置の効率(低消費電力化)を重視するならZL/ZSを大きく、すなわち信号源インピーダンスを負荷インピーダンスよりできるだけ小さくすることが重要です。オペアンプ増幅器のようにフィードバック回路を有し、出力電圧が出力インピーダンスに関係なく一定に保たれる回路ではこの考えに則って設計されます。(図8), ではなぜリアルなインピーダンスに対してマッチングが必要になるのでしょうか?それは周波数が高い等の理由でフィードバック増幅回路を構成できないか、または信号源インピーダンス(出力インピーダンスRO)をそんなに低くできないからです。例えば一般的なエミッタ接地型のトランジスタ増幅器の場合、コレクタのインピーダンスは数100~数kΩの範囲(VDD=3V、IC=1mA~数10mAで動作させたイメージです)なので、8Ωのスピーカを駆動しようとすると出力インピーダンスが高すぎます。このため図9に示すように出力トランスを用いてインピーダンス変換を行います。, (3) トランスインピーダンスとインピーダンスマッチングの違い ~グルメYLたちのGirl'sトーク♥~/第7回 ARDFの思い出 with 2種類のソースのカルボナーラ、FB Monthly Fashion/第4回 Gジャンを使ったコーディネート、子供の無線教室/第4回 「電波の性質を覚えよう」を掲載しました, What a tasty time! 15 RF Toolbox概要 デモ. ~健康を応援する特別なお料理~/第1回 メロンの冷製スープ ナッツのアイスクリームのせ, FB Monthly Fashion/第7回 コットンTシャツコーデとボーイズコーデ, What a tasty time! ~グルメYLたちのGirl'sトーク♥~/第2回 YLハムの悩み解決!with サケのフレンチトーストを掲載しました, FB Girlsが行く!!~元気娘がアマチュア無線を体験~/<第3話>元気娘、秋の休日を楽しむ! !(後編)!、What a tasty time! スミスチャートの問題についてです。スミスチャートは何も求める時などに使いますか?またどのように使えばいいのでしょうか?たとえばある周波数であるインピーダンスの負荷を同軸ケーブルで延長したときどんなインピーダンスになるか求 リアクタンス素子の大きさはインピーダンスチャートを用いて求めます。図10に示す通り、等レジスタンス円と等コンダクタンス円の交点④から負荷の共役インピーダンス②までの大きさをインピーダンスチャートの目盛りを読み取って求めます。, Mr.Smithでは目盛りを読む代わりに、接続する「直列素子」の大きさを変化させて交点までインピーダンスを変化させました。, (5)サセプタンス素子、リアクタンス素子をインダクタンス、キャパシタンスに変換 ~健康を応援する特別なお料理~/第2回 和風のポトフ 納豆ソース添え, What a healthy time! Page 39 … この度、櫻井紀佳さん(JA3FMP)の記事にMr. Smithのダウンロードができるようにしてもらいますのでお楽しみに。, アツデン株式会社は通信機用ヘッドセット3製品の新色を10月11日から販売を開始した。, JARD、eラーニングでのアマチュア無線国家資格取得を呼び掛けるお知らせを、臨時休校で自宅待機中の小中高生に向けて発表。詳しくはこちら。, What a healthy time! 図3に示すようなフィルタの仕様書に記載されている「入出力インピーダンス」とは、どこのインピーダンスを示すのでしょうか。フィルタやアッテネータの入出力インピーダンスはイメージインピーダンスと呼ばれ、図4に示すように出力端子に規定の出力インピーダンス(負荷インピーダンス)を接続すると、そのデバイスの入力端子から出力側を見た時のインピーダンスが規定の入力インピーダンスに見える…というもので、フィルタやアッテネータの特性を発揮させるために守らねばならない条件となります。ですから「インピーダンス」と称し、インピーダンスマッチングを行いますが、フィルタが電力を消費しているわけではありません。, 似たようなものとして、アッテネータの入出力インピーダンス※やDBM(ダイオードダブルバランスドミキサ)等の入出力インピーダンスが挙げられます。, 図3 セラミックフィルタのカタログの例 !(前編)!、【新連載】What a tasty time! ③ 伝送線路上を電磁波が伝搬するときに定義されるインピーダンス…特性インピーダンス, (1) リアルなインピーダンス 【新連載】What a tasty time! FB Girlsが行く!!~元気娘がアマチュア無線を体験~/<第3話>元気娘、秋の休日を楽しむ!!(後編)! アンプ、フィルタ、マイクロストリップライン、同軸ケーブル等 スミス ... スミスチャートの表示 RF回路オブジェクトの定義 • アンプ、ミキサ、フィルタ • 直並列RLC • 同軸、μストリップライン • カスケード接続. 詳しい方いらっしゃいましたらご教授ください。単刀直入に質問しますと、内外導体間に一様な誘電体が充填されている、特性インピーダンス75Ω、長さ50cmの同軸ケーブルの終端に75Ωの抵抗を接続した際の入力端での... - 物理学 締切済 | 教えて!goo 図5においてオレンジの矢印と吹き出しで示した放射状の目盛りが等サセプタンス円です。まずチャートの中央を左右に貫くライン(図5の②)がjB=0Sの目盛り、つまり純抵抗のラインとなります。右端(③)が0S(Open)、左端(④)が∞S(Short)で、並列に抵抗Rを接続(すなわち直列にGを接続)するとアドミッタンスはこの目盛り上を左に移動してゆきます。何がしかのサセプタンス成分(jB=1/(jX))が接続された状態のときは上下に広がる目盛り上にプロットされます。この時、誘導性サセプタンス(Lが並列接続されている→ -jB)の場合は⑤(代表)で示す上半分の目盛り、容量性サセプタンス(Cが並列接続されている→+jB)の場合は⑥(代表)で示す下半分の目盛り上にプロットされます。そしてR+jXΩのインピーダンスに並列にRを接続(すなわちG+jBのアドミッタンスに直列にGを接続)すると、合成アドミッタンスはこの等リアクタンス目盛り上を④の∞Sの方向に向かって移動してゆきます。この動きはMr. !(後編)!、What a tasty time! withおなかにやさしいお料理, 【新連載】FB Monthly Fashion/第1回 アウター別おすすめコーディネート(ライダース・ノーカラー・ダッフル), What a tasty time! Smithを使いながら解説します。併せてFB NewsのHPからMr. ~グルメYLたちのGirl'sトーク♥~/第9回 FB Girlsの野望 with ムースと甘エビのタルタル, What a tasty time! アンテナに同軸ケーブルを接続して手元でswrを測ると本来の値(アンテナ自体のswr値)よりもよく見える。 swrが1.0の場合は、同軸ケーブルの長さによって悪い値に見える。が、そのブレ幅は小さい(せいぜい1.1に見える)。 ってことでいいのかな? 周波数435MHz、出力インピーダンス50ΩのSGの出力を75Ωの同軸ケーブルに接続するためのインピーダンス変換回路を設計せよ。, 第3話では第二話と同じ設計を普通のスミスチャートで解いてみましょう。第二話で述べた通り負荷インピーダンス(75Ω)を電源インピーダンス(50+j0Ωの共役=50Ω)に変換する計算です。直並列接続を行いますので、イミッタンスチャートを使用するか、またはインピーダンスチャートとこれを左右裏返しにコピーしたアドミッタンスチャートの2枚で計算します。ここではインピーダンスチャートとアドミッタンスチャートで計算した例を示します。, (1)正規化インピーダンス、アドミッタンスを導出する ミスミの電線・ケーブルの選定・通販ページ。ミスミ他、国内外3,324メーカー、2,070万点以上の商品を1個から送料無料で配送。豊富なcadデータ提供。ミスミの電線・ケーブルを始め、fa・金型部品、工具・工場消耗品の通販ならmisumi-vona。 実は図8に示したような事例は、負荷インピーダンスを信号源インピーダンスの複素供役に合わせるという厳密なインピーダンスマッチングではありません。どちらかというと負荷のインピーダンスを信号源側の回路で扱いやすいインピーダンスの領域に変換する…トランスインピーダンスという手法の一つです。昨今はIC化が進み、図9のように電圧増幅とトランスインピーダンスを1段増幅で済ませなければならないような事情は少なくなっており、図10に示すようなコレクタ接地回路との組み合わせによる低出力インピーダンス回路とするのが主流です。, 一方、第1章で述べた通りイメージインピーダンスや特性インピーダンスに対しては信号源インピーダンスと負荷インピーダンスの関係をマッチング状態にしないと回路性能が担保できないので、インピーダンス変換回路を介して負荷のインピーダンスを信号源インピーダンスの複素共役に変換する※という操作を行います。, ※通常、イメージインピーダンスは実数値で定義されるので、あまり複素共役を意識することはありません。, (4) 高周波回路でインピーダンスマッチングが頻発する理由 図5において赤の矢印と吹き出しで示したShortの点(図5の④)に接する円形の目盛り⑦(代表)が等コンダクタンス円です。この目盛りはjB=0Sの目盛り(図5の②)と接する点が0Sで、上半分が-jB、下半分が+jBの正規化リアクタンス(jB/Yo = jB・Zo)を示し、時計回りに値が大きくなります。+側と-側はShort(図5の④)の点でそれぞれ+j∞S、-j∞Sとなって合流します。, R+jXΩのインピーダンスに誘導性リアクタンス(+jX)(=L)を並列接続(すなわちG+jB[S]のアドミッタンスに誘導性サセプタンス(-jB)を直列接続)すると合成アドミッタンスは等コンダクタンス円上を反時計方向に、容量性リアクタンス(-jX)(=C)を並列接続(すなわち容量性サセプタンス(+jB)を直列接続)したときは等コンダクタンス円上を時計方向に移動します。→図7参照。, 左:図6 並列R(直列G)を接続したときの動き 右:図7 並列jX(直列jB)を接続したときの動き withおなかにやさしいお料理, 【新連載】FB Monthly Fashion/第1回 アウター別おすすめコーディネート(ライダース・ノーカラー・ダッフル), What a tasty time! ~グルメYLたちのGirl'sトーク♥~/第6回 初めてのQSOの思い出 with グリーンのアクアパッツァ、FB Monthly Fashion/第3回 ピンクを使ったコーディネート、子供の無線教室/第3回 「電波はどうやって伝わるの?」を掲載しました, What a tasty time! 【新連載】What a tasty time! スミスチャートアプリ QuickSmith へのヘルプ 最新改定 2020.Jan.18 JH3FJA ... 同軸ケーブルの特性インピーダンス および 長さを入力します。 速度係数は Setting で設定の値が適用されますのでここでは加味する必要はありません。 なお 長さ単位は Setting メニューから m というのが教科書に書かれているインピーダンスマッチングの概念です。, (2) イメージインピーダンス ② スミスチャートの目盛りはZoで正規化されている。 第一話はインピーダンスには種類があるという事とマッチングが必要な場合と必要ではない場合のお話でした。表1に簡単に整理しておきます。, 第二話はインピーダンスマッチングの具体的な方法について、Mr. Smithを使ったインピーダンスマッチングの話を始める前に、これらのモヤモヤについて、すなわち「インピーダンスとは何か」、「なぜインピーダンスマッチングを行うのか」について説明したいと思います。, インピーダンスが電圧と電流の比で表現されることは、オームの法則が示すところです。 私たちが学校で初めて学んだインピーダンス(抵抗)とは、ある値の電流Iを流したときにその両端に電圧降下Vを生じ、I・Vに相当する電力を消費するというものでした。見方を変えるとIとVの積が電力、IとVの比がインピーダンスです。回路設計においては、この視点で下記3種類のインピーダンスを取り扱っています。, ① 負荷として電力を消費するインピーダンス…リアルなインピーダンス (2) 同軸ケーブルの50Ωってテスターで測定できないけどいったい何? ~グルメYLたちのGirl'sトーク♥~/第4回 YLハムを増やす秘策とは?! 図2においてオレンジの矢印と吹き出しで示した放射状の目盛りが等リアクタンス円です。「円ではないじゃないか」というご意見も出そうですが、チャートの外側に中心がある大きな円の一部です。ちなみにチャートの外側も負性抵抗領域として意味のある領域ですが、今は割愛します。, まずチャートの中央を左右に貫くライン(図2の②)がjX=0Ωの目盛りつまり純抵抗のラインとなります。右端(③)が∞Ω(Open)、左端(④)が0Ω(Short)で直列に抵抗Rを接続するとインピーダンスはこの目盛り上を右に移動してゆきます。何がしかのリアクタンス成分(jX)が接続された状態のときは上下に広がる目盛り上にプロットされます。この時、誘導性リアクタンス(Lが直列接続されている→ +jX)の場合は⑤(代表)で示す上半分の目盛り、容量性リアクタンス(Cが直列接続されている→-jX)の場合は⑥(代表)で示す下半分の目盛り上にプロットされます。そしてR+jXΩのインピーダンスに直列にRを接続すると、合成インピーダンスはこの等リアクタンス目盛り上を③の∞Ωの方向に向かって移動してゆきます。この動きはMr. 50オーム系同軸ケーブルの波長短縮率は約0.67~0.70と言われています。 本来、その値は構造と材料から一意に決まるはずなのですが約 5 %もの範囲があります。誘電材料や金属材料の電気特性や表皮効果、接続同軸ケーブルが直線なのか円形に巻いているのかなどの形状によって違ってくるか … この章でお話しする内容は伝送線路上の電源と負荷の関係、特に反射係数Γについての知識がないと完全に理解することができません。これらについては後日改めて触れますので、反射係数や特性インピーダンスの話がイマイチ消化不良でも、第3話では「そういうものだ」程度で理解しておいてください。図1に我々が入手可能なスミスチャートの例を示します。左のチャートはグラフ用紙でおなじみの「Tochiman」ブランドから販売されているもので、今でも図に示したURLから購入可能です。(筆者も … ~グルメYLたちのGirl'sトーク♥~/第6回 初めてのQSOの思い出 with グリーンのアクアパッツァ, What a tasty time! ※1 https://www.sakaetp.co.jp/shop/products/detail.php?product_id=51 Smithでは「カーソル(C)」→「Conjugate」でアクティブマーカの複素共役点を表示できます。, ③に示すように、ZLをZSの複素共役インピーダンスZS(CONJ)に変換する回路は逆から辿ると、④に示すようにZSをZLの複素共役インピーダンスに変換するように働きます。従って電源側、負荷側どちらからインピーダンス変換を行っても、相手側が自身の複素共役の関係になって整合条件は満足することになります。しかし実数値どうしのインピーダンスマッチングと異なり、始点と終点のどちらを複素共役にするかを間違えると結果がでたらめになります。(例えば図13でZL(CONJ)から変換を行うと同じ定数ではZSに戻りませんので確認してみて下さい)このため初歩的な間違いを避ける観点で、インピーダンス整合は「負荷インピーダンスを電源インピーダンスの複素共役に変換する」と覚えて常に電源側、負荷側と始点、終点を意識するように心がけることをお勧めします。, 第3話は本来のスミスチャートの読み方と使い方についてご説明しました。またMr.

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