$\Gamma $(voltage reflection coefficient)とは?VSWRとは?

一石アンプの製作の前に

前節で、

入出力インピーダンス=50$\Omega $

伝送線路的トランス 1:9 のものを使う

2SC1815を使用

の条件で、一石アンプを製作することにしました。

伝送線路的トランス1:9について

コアにFB-801を使用 (AL値=1565nH/ $t^{2}$)

トリファイラ 3回巻き$14\mu H$

7MHzでのインピーダンス=MATH

よって、

コレクタの交流負荷は615.75MATH

出力インピーダンス= MATH

となります。

では、出力のVSWRは幾らになるでしょうか?

これを理解するには$\Gamma \quad $(ガンマ voltage reflection coefficient電圧反射係数?)が必要です。

そんな訳で、$\Gamma $を調べます。

ここで再び、Wes Haywardさんの「Introduction To Radio Frequency Design Chap.4 Transmision Lines」の

「section 4.2 The Voltage Reflection Coefficient and Standing Waves」を引用させていただきます。

(そのまんまの引用です。

「wesさん、日本のピュアなアマチュアのために、どうかご容赦下さい。」(英文が、書けん...)

とにかく、素晴らしい内容です。是非ご一読下さい。

定義の部分は厳密になるので、難しい数式が出ますが、さらりと流して読んでも、先へ進めます。)

$\Gamma \quad $って何だ?

$\vspace{1pt}$

$\vspace{1pt}$

MATH

$\vspace{1pt}$

MATH $4.2-12)$

$\vspace{1pt}$

と、定義されています。

$\vspace{1pt}$

$V_{-}$ 反射波

$V_{+}$ 進行波

MATH

$\quad \Gamma $は、進行波に対する反射波の比

$\vspace{1pt}$

$Z$は、正規化された複素インピーダンスです。

(正規化しないで、そのままの値で計算するには

$\qquad R_{0}$が正規化の為のインピーダンス(例えば50$\Omega $)ならば

MATH

$\quad $で計算する

例1

50$\Omega $で正規化されていれば

68+0j(純抵抗が68MATH)は

MATH

MATH

MATH

反対に

VSWR=1.5とすると

MATH, 解は: MATH

MATH, 解は: MATH

実数解(純抵抗)は

MATH

MATH

リターンロスとの関係の、詳しい表は

http://www.geocities.co.jp/Technopolis/7193/electronics/RLSWR.pdf

に、掲載されています。

例2

gamma__40.gif

上記の回路に於いて (信号源は2V、信号源インピーダンスは1$\Omega \quad $負荷はRL)

負荷RL=0.5$\Omega $の時

MATH

進行波は 1V

(信号源と負荷が整合した時の出力電圧値は1Vだから、これを基準にするようです。

そのために、信号源の電圧を2Vにしてあるみたい...間違ってるかな??)

MATH

反射波は マイナス0.333V だから

出力電圧VLは

MATH

ところで

電流と電圧の関係は、波動方程式より

MATH

の関係があるから

出力電流(負荷に流れる電流)は

MATH

負荷RL=2$\Omega $の時

MATH

MATH

進行波は 1V

反射波は 0.333V

だから、出力電圧は

MATH

MATH

例3 負荷が複素インピーダンスの時

gamma__53.gif

MATH

MATH

$\vspace{1pt}$

MATH

MATH

$\vspace{1pt}$

MATH

MATH

MATH

$V_{L}=1+0.4142j$ の極座標表示は

MATH, 解は: MATH

MATH, 解は: MATH

MATH at 22.5 度

MATH

結局、伝送線路的トランスの件は

コレクタの交流負荷は615.75MATH

出力インピーダンス= MATH

でしたから

1.出力インピーダンス68.4MATH純リアクタンスとすると

出力のVSWRは

MATH

MATH

MATH MATH

2.出力インピーダンス68.4MATH純抵抗とすると

MATH

MATH

$\vspace{1pt}$

MATH

うーむ、訳がわからなくなってきました...(. .;;

考えてみれば

純リアクタンスは、電力を消費しないで蓄えるだけですから

純リアクタンスを負荷にすれば、全反射するやけや...

実際の測定時は、負荷に、$50\Omega $の純抵抗に近いものを入れるわけですから

gamma__83.gif

MATH

1.5552$\mu H$を、L3の値として、負荷は純抵抗50$\Omega $を繋ぐ

これで、VSWRを測る

で、よさそうです、ビックリしたア。

gamma__87.gif

試しに、

L3のリアクタンスを、50MATH

MATH

電圧利得に大きな違いがないので

VSWR=1.368 (68.4$\Omega $を純抵抗として、計算したもの)

で、よいようです。

(そんなもん、理由にならんわ...)

理解不能。

もう、フラフラ...

H15.1.7

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