続 伝送線路的トランスを用いたインピーダンス変換（１：４）

前回、上図の回路で、インピーダンス変換をシミュレートしてみました。

確かにインピーダンス変換が、なされている事が確認できました。

理論が解らなかったのですが、その糸口が掴めました。

解明のカギは、やはりシミュレートでした。

負荷のR1の値を、50,100,300,1kに設定して、その違いを探りました。

負荷R1の値が、大きく変わっても、

L1,2に流れる電流は、大きな変化はありませんでした。

L1、L2に流れる電流は、殆ど、同じ大きさでした...

トランスは、このような仕様なのでしょうか？

よく解りませんが、

今回は、深入りしません。

負荷が、どのような大きさであれ、L1、L2には、等しい電流が流れることになります。

R1が、信号源のインピーダンスRの４倍と仮定すると

R1 =4R

Lの入力端の電圧と電流の関係は

（信号源の電圧を２Vと置くと

V=２V－IR だから ）

です。

この時、R1の電圧は

と、Lの入力端の電圧Vの2倍になります。

やっと、謎が解けてきました、やれやれ (^_^;;

信号源あたりを、正確に書くと、こうなります。

信号源の電圧は、２Vで、Lの入力端の電圧は、Vになります。

では、Port2を開放にした場合はどうなるでしょう？

やはり、電流で考えます。

L1,2には等しい電流が流れます。

Port1には、L1と、L2,R1を経由した電流が合流して、やはり、元の大きさの電流が流れます。

電位差を見てみましょう。

信号源の電圧をV、電流をI、内部抵抗をRとすると

Port1は、

電流の大きさが I

R2=２Rとすると

電圧＝２IR

Port2は

電流の大きさが

R2=４Rとすると

電圧＝port1との電位差 + Port1の電圧 = ２IR + 2IR = ４IR

sumPortは

電圧 = V -IR

と、なりますから

各部位の電圧の比は

ここで、Port2の一番大きい電圧 ４IRを基準に考えて

s

V = ４IR

に、とると

umPortは

V - IR = ３IR

と、なりますから、各部位の電圧の比は

と、なります。

ところで

この部位の回路なんですが、

両端の電圧が、それぞれ ３RI と ２RI ですから

電位差は IR

ですので

この回路と同じ、つまり

信号源の内部抵抗R と、同じ抵抗が、回路に直列にはいったのと、等価です。

つまり、

元の部分的回路

は、R1の100が、

考えれば、よい、ようです。

こんな回路、私は、初めて見ました..（考えにくい...）

作った回路の実際

ここで、もし、SumPortの抵抗を50に変えると

SumPortでの出力は、丁度6dBm減少するのですが、

その代わり、アイソレーションが極端に悪化して、NGです。

ここは、やはり、規定通り、50の抵抗を並列に入れてやると

出力コネクターは、50のものを直接接続できます。

すると、50の抵抗と、出力コネクタに繋いだ50のインピーダンスのもので

並列接続で、合計25となり、規定値になって都合がいいです。

ですから、挿入ロスは6dBmになるはずです。

確かめました。

大体、一致しています。

１００MHzでも、0.1dBm以内しか違いませんから、使えます。

次に

Port1,2に100KHz離れた、７MHz台の2信号を入力して、

ベース接地の1石アンプに繋ぎ

IMD測定の基礎を試みました。

（定性的で、定量的なものではありません。

インピーダンスマッチングもしてません ）

負荷のインピーダンスマッチングも、していないので

この時点で、3dBハイブリッドも、アイソレーションが、かなり悪化していますが

アンプの3rdIMDの存在は、確認できました。

2信号入力が-10dBmの時点で、かなりの3rdIMDが観測できました。

定量的に観測するには

負荷のインピーダンスマッチング

アッテネータ

が、必要だし、

dBm表示で特性曲線も描きたいし...

SGの出力も不足しています。

安易にアンプを入れると、どのIMDを測っているか、わからなくなるし...

課題は多いですね...

H14.12.25

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