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MFJ-259B でリアクタンスを計測する場合の注意点 [ham]

3D-2Vの一端に100Ωの抵抗をつけて、周波数を変えながら
MFJ-259B でインピーダンスを測定してみました。(下図参照)

3D-2Voutput.gif

被測定物:3D-2V DAIYU DENSEN  全長4.8m
     抵抗 100Ω  測定周波数範囲に於いて、
     抵抗単体のリアクタンスはゼロでした。
測定範囲:10〜60MHz 定SWR円上を2.5回転していると思います。

いかにも「実測しました!」みたいな書き方になっていますが、
本当はリアクタンスの極性まではわかりません。
ただ、教科書(*1)によるとスミスチャートでは送電線上で変化するインピーダンスは、
定SWR円になるとのことなので、上記の実験の予想としては、Zo=50Ωが円の中心で、
X=0Ωの軸上のR=25ΩとR=100Ωが通る円(SWR=2.0)のどこかの点と言うことになります。
また、今回のようにケーブルの長さが一定で、周波数を上げながら測定した場合は、
位相的には負荷からだんだん離れる方向に行くので、
インピーダンスは上記円上を時計回りにぐるぐる回ることになります。
今回の実験の場合、実測値が25Ω付近でリアクタンスがゼロであれば、
SWR円の左側の交点に相当しますので、こが判れば少し周波数を上げてみて、
リアクタンスの値が上昇するので、SWR円の右回りに沿って
インピーダンスをプロットしていけば、
リアクタンスの符号(+)も含めたインピーダンスが判ります。
実測値が100Ω付近でリアクタンスがゼロの場合、SWR円の右側の交点に相当しますので、
そこが判れば少し周波数を上げてみてリアクタンスの値が上昇するので、SWR円の右回りに
沿ってインピーダンスをプロットしていけば、リアクタンスの符号(-)も含めた
インピーダンスが判ります。
リアクタンスがきちんとゼロにならない場合は・・・・
ちょっと悩みますね。

ここで、前述SWR=2の円がX=0Ωを通過するときのことを観察すると、
円の右側を通過するときは誘導性→ゼロ→容量性と変化して行きます。
ところが、MFJ-259B の取扱説明書では周波数を上げてリアクタンスが下がれば容量性、
上がれば誘導性と書いてあり、前述の「誘導性→ゼロ→容量性」とは
明らかに逆となります。(一方、左側では取扱説明書の記述と合致します。)
ケーブルのみの簡単な構成のものだと、上記のように推定が可能ですが、
共振回路が複数段つながるような回路では、インピーダンスの軌跡がミズスマシの状態に
なりますので、取扱説明書の方法ではリアクタンスの極性は特定できないことになります。

どうも、MFJ-259B では、コンデンサ単体、コイル単体か、
単純な1次の共振回路とみなせるようなものでないと、リアクタンスの極性の推定は難しく、
たとえば、波長の影響が無視できるくらいの十分短いケーブルか、
あるいは正確に1/2λになる電気長のケーブルに繋いだアンテナで、
共振点付近の特性を調べるといったような使い方で無いと、
リアクタンスの極性の特定まではできないようです。

もっともMFJ-259B は万能インピーダンスメータではなく、
アンテナを対象とした測定器なので、妥協して使う必要はあります。
それでもケーブルの電気長は簡単に計れますし、ケーブル上の障害(断線・短絡)を
見つけるのにも活躍しますので便利な測定器であることにはちがいありません。
(とフォローしておきます。)

(*1) 高周波技術センスアップ101 広畑 敦 著 CQ出版 p106


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コメント 2

JE1SGH

是非,次の測定器としてVNAを購入されてください.スミスチャートも,表示します(このコメントのURLをご参照ください).
by JE1SGH (2012-07-03 12:40) 

QNV

SGH さんこんばんは、

実物を拝見したときから関心が有りました。
リアクタンスの把握もさることながら、
ワイヤレスなのはアンテナ測定に本当に都合がいいですよね。

by QNV (2012-07-04 22:05) 

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