無線と実験コミュのインピーダンスマッチングーＦＣＺコイル

インピーダンスマッチングの実験をやっています。
実験周波数は80MHz。

実験構成は
自作ＳＧで80MHzを30cm程度のビニル線アンテナで飛ばし、
3ｍ離れて90cmｘ２のダイポールアンテナで受け、
5mの75Ω同軸ケーブルを
介して（同軸ケーブルの静電容量の影響が無いことを確認したい為）
ＦＣＺコイルで受ける。
受信波形測定のオシロのプローブは自作で入力容量が約2pFとなる様にした。

ダイポールアンテナのインピーダンスは73Ωだから
アンテナ→同軸ケーブル　は、ほぼマッチングしている。

実験：１
アンテナコイル１次側同調の時の
75Ω同軸ケーブル→アンテナコイル　の受信電圧
アンテナコイルの入力インピーダンスＺとその入力端電圧Ｖ１　図1

Ｚ　　　　 C1 　　アンテナコイル　　V1
75Ω　　24pF 　　FCZ25　　　　76mV
20Ω　　100pF　　FCZ80　　　　28mV

＊FCZコイルはＺを満足するインダクタンスのものを選定
＊FCZコイル２次側は開放
＊測定時Ｃ1にはプローブ容量2pFが並列接続されて加算される
＊FCZコイルのコアを入力端ピーク電圧が最大となるよう調整（以下同様）

特性インピーダンスがマッチングしている方がピーク電圧は高い。

実験：２
アンテナコイル2次側同調の時の
75Ω同軸ケーブル→アンテナコイル　の２次側電圧
アンテナコイルの等価入力インピーダンスＺとその2次側端電圧Ｖ2　図2

Ｚ　　　　　C2　　　アンテナコイル　　V2
75Ω　　1pF　　　FCZ25　　　　　　168mV
20Ω　　10pF　　FCZ80　　　　　　156mV

となって、２次側同調ではZが20Ωでも75Ωでも大差ない。

FCZ80は80MHzでアンテナ側ミスマッチだが、
C2が10pFで浮遊容量や負荷容量を考慮すれば
確かに、使いやすいよう適切に設計されている。

実験：３
アンテナコイル２次側同調で後にＦＥＴで受けて増幅した時の出力端電圧Ｖ3　図3

Ｚ　　　　　C2　　　アンテナコイル　　V3
75Ω　　 -　　　FCZ25　　　　　　280mV
20Ω　　10pF　　FCZ80　　　　　　250mV
10Ω　　20pF　　FCZ144　　　　　　30mV

＊ＦＥＴ2SK241の入力容量は標準3pFあるのでFCZ25の時はC2は無しとした。

ＦＥＴ2SK241を用いた高周波アンプではFCZ25がインピーダンスマッチング面でも
実験値でもしっくり来るので、80MHzでは以後この回路を使うようにしたい。

使用同軸ケーブルの静電容量は100pF/m。
ここでは5mなので容量は500pFあるのだが、影響は無いことが確認できた。
（何を今更と言われそうですが、同軸ケーブルの理論を実験で確認できました）

時々80MHz帯でFCZ144を使っている記事を見かけるが
アンテナインピーダンスマッチングよりも同調回路の定数選定しやすさを優先して
いるか、またはその辺の理論的考察無しで実験的にカットアンドトライで
決めているのだろう。

コメント(6)

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[1] mixiユーザー 05月03日 07:31

僕もＦＣＺコイルの実験をしてみたい・・・・

でも、パーツ屋は８ｋｍの彼方・・・

乗り物といえば施設で貰った古自転車が一台・・・

でも、やってみたい！。

[2] mixiユーザー 05月03日 08:39

つんぐりさん

僕はパーツは通販で買っています。

共立はＦＣＺコイルのような小物部品の送料は120円です
http://eleshop.jp/shop/default.aspx

[3] mixiユーザー 05月04日 13:04

ＦＣＺコイルについて
ＦＣＺ研究所のＨＰhttp://www.fcz-lab.com/fczcoil.html#Anchor1831059
に
1次側リアクタンス：200Ω
2次側リアクタンス：50Ω
となるように設計した
とありますが

０７Ｓコイルデータシートによると
http://www.jarl.or.jp/Japanese/7_Technical/lib1/fcz.htm
FCZ80の例で言えば
巻数比が3:1だから
1次側リアクタンス：199Ω
2次側リアクタンス：22Ω
となると思うのだが、

（ここでの実験、アンテナコイルの使用では1次と2次が逆になっています）

どなたか、
この辺のところ解説していただけると
有難い。

[4] mixiユーザー 05月04日 13:33

ＦＣＺコイルのアンテナコイルとしての使い方について
ＦＣＺ研究所のＨＰ　http://www.fcz-lab.com/fczcoil.html#Anchor1845982

で、
「アンテナとコイルの間にその周波数の共振に使うコンデンサの容量の約2/3程度のコンデンサ(50MHzで10pF位)をシリーズに入れて見て下さい。」
とあったので、
FCZ80のところで
7pFをシリーズに入れてみました。

結果は
直接接続 250mv
にたいして
7pFをシリーズ　150mv
で、かえって悪い結果となりました。

ＦＣＺのＨＰの話は
何か他に条件があって（多分アンテナのインピーダンスが違う？）、
その条件のもとの話なのだろうと
思われます。
こういう場合、条件を明示したほうが良いでしょう。

[5] mixiユーザー 05月04日 19:37

数十年前に、秋葉原で買った超特価の福袋・・・・

その中に、１０Ｓ形で７回：３回のコイルが沢山あったので、今日実験してみました。

８０ＭＨｚに同調はするが、出力は小さかったです。原因わかりません。