hns - 日記自動生成システム - Version 2.19.9

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    • 70 交換日記を絶滅させない
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    2026年03月25日(水) [n年日記]

    [天気:雨]

    #1 AirBand レシーバの制作 RFamp

    インダクタとキャパシタと共振周波数:

    例えば 20pFのトリマコンデンサとの組み合わせで、コイルのインダクタと共振周波数を調べる
    参考にさせて頂いたサイト
    ソレノイドコイルの巻数とインダクタンス
    LC共振の周波数
    
    L=100nH(線材の太さ:0.65mm コイルの直径:4mm コイルの巻数:6T(6.02T) の時
      C=20pF : 112.540MHz
      C=15pF : 129.950MHz
      C=10pF : 159.155MHz
      C= 6pF : 205.468MHz
    
    L=150nH(線材の太さ:0.65mm コイルの直径:5.12mm コイルの巻数:6T の時
      C=20pF :  91.888MHz
      C=15pF : 106.103MHz
      C=10pF : 129.950MHz
      C= 6pF : 167.764MHz
    

    2026年02月01日() [n年日記]

    [天気:晴れ]

    #1 AirBand レシーバの制作 RFアンプ お勉強 その2 (Google AI より)

    インピーダンス・リアクタンス:

    インピーダンス(Z)は、交流回路における合成抵抗であり、レジスタンス(R)とリアクタンス(X)の両方を含む。
    
        式:Z = R + jX(jは虚数単位)
        インピーダンスは、回路全体の電流と電圧の関係を決定する。
        電流と電圧の位相差を考慮する必要がある。
    
    
    リアクタンス(X)は、抵抗(R)とともに交流全体の電気の流れにくさであるインピーダンス(Z=R+jX)の虚数部分を構成する。
    
    リアクタンスは、交流回路においてインダクタ(コイル))やコンデンサ(キャパシタ)が電流の流れを妨げる特性を表す。
    

    誘導性リアクタンス・容量性リアクタンス:

    誘導性リアクタンス: コイル(インダクタンス L)のリアクタンス。(XL=ωL) で、周波数に比例する
    
    容量性リアクタンス: コンデンサ(キャパシタ)が電流の流れを妨げる抵抗成分(単位:ω)。周波数(f)や静電容量(C)に反比例し、周波数が高いほど小さくなる。
        キャパシタンス(C)によるリアクタンス:XC = 1/(2πfC)(キャパシティブリアクタンス)
        リアクタンスは、電流と電圧の位相差を生じさせる要因となる。
    

    インダクタンス:

    インダクタンスは、コイルなどの導体に流れる電流の変化によって磁場が変化した際、その変化を妨げる方向(電磁誘導)に誘導起電力を生じさせる性質、
    またはその大きさを表す物理量。単位はヘンリー (H) を用い、電流の変化しにくさや磁気エネルギーの蓄えやすさを示す。
    交流回路では電流の流れを妨げる抵抗成分(誘導性リアクタンス)として働く。
     
    誘導起電力(逆起電力): 電流が増加すると逆方向へ、減少すると同方向へ電圧(誘導起電力)を発生させ、電流を安定させようとする作用を持つ。
    
    物理量の定義: 誘導起電力 (VL) は、インダクタンスを(L)、電流の時間変化率を (di/dt) とすると、(VL=L*di/dt) で表される。
    
    単位と素子: 単位はヘンリー (H)。インダクタンスを持つ部品はインダクタ(コイル)と呼ばれ、主にノイズフィルターや平滑回路などに使用される。
    
    要因: コイルの巻き数に比例して大きくなり、磁心(コア)の材質や形状にも依存する。
    
    インダクタンスは、電流の変化に対し「慣性」のような働きをする(電流の急な変化を嫌う)素子特性である。
    

    インダクタンスとリアクタンスの関係性:

    インダクタンス(L)によるリアクタンス:XL = 2πfL(インダクティブリアクタンス)
    物理的な違い: インダクタンス(L)はコイルの「磁場を作る能力(特性)」、リアクタンス(Xl)は「交流における電流の妨げとなる量(抵抗成分)」。
    計算式: 誘導性リアクタンス (Xl=ωL=2πfL)。
     ・ω (角周波数)=2πf
     ・f (周波数)
     ・L (インダクタンス)
    
    周波数特性: 周波数に比例してリアクタンスが増大するため、低周波では通りやすく、高周波では通りにくくなる。
    位相への影響: コイルに交流電流が流れると、リアクタンスの働きにより、電圧の位相が電流の位相よりも90°(π/2)進む(=電流が90°遅れる)。
    
    直流との違い: 直流(f=0)の場合、コイルのリアクタンスはゼロになり、単なる導線として振る舞う。
    現象: 交流電圧が変化すると、電磁誘導とレンツの法則により逆起電力が発生し、電流の変化を妨げる力が生まれる。
    

    2026年01月29日(木) [n年日記]

    [天気:晴れ]

    #1 AirBand レシーバの制作 RFアンプ その4 コイルの制作

    入力側コイル(空芯コイル):

    1次側 線材の太さ: 0.8mm  円形コイルの直径: 6.0mm 巻き数: 6回   インダクタンス: 0.17μH コイルの長さ: 4.80mm
    
    2次側 線材の太さ: 0.8mm  円形コイルの直径: 8.4mm 巻き数: 2回   インダクタンス: 0.05μH コイルの長さ: 1.60mm
    

    2026年01月23日(金) [n年日記]

    [天気:晴れ]

    #1 AirBand レシーバの制作 RFアンプ その3

    入力回路 ノイズマッチング:

    ノイズが最小となるマッチング方法
    高周波回路では一般的に電力効率が最大になるように出力と入力のインピーダンスが等しくなるようにするが、
    微弱な信号を扱うプリアンプでは利得を犠牲にしてでもノイズを小さく抑える。
    やたら利得があってSメーターがバンバン振れるプリアンプでも、ノイズ成分が多いと信号の明瞭度が上がらない状態になってしまう。
    

    入力回路 インピーダンスマッチング 2T:6T コイル(トランス)Lin:

    コイルの巻数比 N1:N2 を 2回:6回 としてコイルLinの2次側のインピーダンスZ2を求めると
    Z2=Z1*(N2/N1)^2 = 50*(6/2)^2 = 450Ω
    
    増幅回路の入力側のインピーダンスは 450Ω となる
    

    FCZコイル のインダクタンス 6T 巻き:

    FCZコイルは 直径 4mmφ で、ここに0.08mmのUEWを6T巻いた時のインダクタンスは
    このサイトの各欄に
    線材の太さ : 0.08 mm
    コイルの形状 : 円形
    コイルの直径 : 4.0 mm
    巻き数 : 6 回
    と入力し計算ボタンを押すと
    
    0.27 μH
    
    と算出される
    

    FCZコイルを 2T:6T (並列に 6pF 挿入) で巻いた時のインダクタンス:

    入力回路のFCZコイルは 4mmφに 0.08mm UEW を 1次側 2T、 2次側 6T、6Tに並列に6pFのコンデンサを接続してあるが、
    この時の2次側のインダクタンスが270nHなので、この時の共振周波数は
    fc = 1/2*π*√LC で計算されて
    このサイトで計算すると
    125.044MHzとなる
    

    増幅回路 2ch FET (3SK74):

    2ch FET(デュアルゲートFET)は、「入力制御用のG1」と「安定化・制御用のG2」の2つのゲートを持つことで、高周波における特有の問題(ミラー効果や発振)
    を解決し、微弱な高周波信号を高利得・安定・低雑音で増幅する素子です。
    
    1. 2ch FET(デュアルゲートFET)の構造
     ・ 2つのゲート(G1, G2): 1つのチャネル(電流の通り道)に、G1(第1ゲート)とG2(第2ゲート)という2つの独立したゲートが直列に配置されています。
     ・ 構造的実態: 2つの単一ゲートFET(ソース・ドレイン)を物理的に直列接続した「カスコード構成(CS-CG)」と等価です。
     ・ 材料: 高周波特性に優れたGaAs(ガリウム砒素)やSi(シリコン)が使われます。 
    
    2. 基本動作原理
     ・ G1(メイン入力): 信号を入力し、ソース・ドレイン間の電流を制御する。通常のFET(Common Source)と同様の動作をします。
     ・ G2(制御・遮断): G2には通常、直流(DC)バイアスまたはAGC(自動利得制御)信号を加えます。
        G2をAC的に接地(または固定バイアス)することで、G2下のチャネルが安定し、G1・ドレイン間の帰還容量を大幅に削減します。
    
    3. 高周波における利点(なぜ2つのチャネルか) 
     ・ミラー効果の抑制: 2ゲート構造は、入力(G1)から出力(D)への帰還容量(Crss)を激減させます。これにより、高周波アンプにおいて
      「ミラー効果」による入力インピーダンス低下を防ぎ、発振しにくく(安定して)増幅できます。
     ・高利得・低雑音: 入力容量(Ciss)が小さく、入力インピーダンスが高い(非常に低い電流消費)ため、微弱な高周波信号を増幅するRFアンプに適しています。
     ・AGC(自動利得制御)の容易さ: G2の電圧を変えることで、電流特性を大きく変化させずに増幅率(利得)を広範囲に可変できるため、
       受信機のAGC回路に最適です。
    
    -----以上 Google AI より引用 
              検索ワード 高周波、小信号、2ch FET 動作 原理----
    

    2026年01月22日(木) [n年日記]

    [天気:晴れ]

    #1 AirBand レシーバの制作 RFアンプ その2

    NF(Noise Figure)ノイズフィギュアとは:

    入力の S/N と出力の S/N の比をいう
    
    NFの値が小さいほどアンプの増幅素子内部で発生するノイズが小さく、信号の品質劣化が少ない
    

    P1dB (1dB compression) とは:

    最大出力レベルの目安をいう
    
    信号が小さいときはアンプの入出力は比例関係にあるが、信号が大きくなると比例しなくなり、信号が歪む。
    そこで、リニア領域(比例している)と飽和領域(比例しなくなる)を分けるポイントの目安として、理想直線と1dB差になる値をP1dBで表す
    

    RF(プリ)アンプ の回路構成:

    プリアンプは 入力回路(LC共振) + 増幅回路 + 出力回路(LC共振) からなる
    
    入力回路・出力回路ではインピーダンス変換と受信周波数の選択をおこなう
    
    

    以上、5 日分です。
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