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RFワールド読者の掲示板Ⅱ
無線と高周波に関することを中心に、それ以外の話題も含めて、何でも書き込みOKの掲示板です。初めての方もネチケットを守って、お気軽にご参加下さい(^^)／
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▼ | 1:1、50オーム平衡ー不平衡変換バランの仕組みは？ m2019 22/10/29(土) 16:14 |
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Re:1:1、50オーム平衡ー不平衡変換バランの仕組みは？ M2019 23/4/23(日) 16:03 |
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Re:1:1、50オーム平衡ー不平衡変換バランの仕組みは？ Gary 23/5/11(木) 17:53 |
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M2019 - 23/4/23(日) 16:03 - |
▼m2019さん：
>https://shop.cqpub.co.jp/hanbai/books/14/14981/14981_p102-103.pdf
>にある1:1、50オーム平衡ー不平衡変換バランの仕組みをお読みしましたが、理解できません。
>LTsice でシミュレーションをやりたいのですが、コイルの結合定数、インダクタンス、コアの透磁率のデータの開示もなく困っています。
>ご助言お願いします。
>インダクタンス・メータはありません。SWR計、ディップ・メータ、オシロ(40MHz, 1Gz)はあります。MMANAを操作できます。
編集部様
お世話になりありがとうございます。
LTspice で、0.7uH x 3個、コイルの結合係数K 0.99 0.99 0.99 で
シミュレーションしてみました。
実測での立証確認は現在無理です。
結果:
(1) P102にかかれた3相のコイルで、真ん中のコイルは、左右コイルの両方から電磁誘導をうけ、電圧が0 V にキャンセルされ、
P103に書かれた真ん中のコイルの電圧V=0 となり、書籍の説明と異なる結果になりました。
(2) ダイポールアンテナは、「平衡」にある、とこれまで聞いてきましたが、
MMANAの計算では、 Z = R + j(ωL-1/(ωC)) という集中定数でのインピーダンス特性で書けることになり、「平衡」状態は、どうやらωL-1/(ωC)=0 が成り立つ共振周波数でのみ平衡状態となりで、共振周波数から周波数がずれるほど、不平衡状態（虚数部が0にならない）になる特性が見られることがわかりました。
このため、これまでの平衡：不平衡 変換のバランの特性説明は、本質的に大本から間違いである、とまでは言いいきれないのですが、アンテナ根本でのインピーダンスの虚数部によるRF電流の位相ずれをキャンセルするのが、バランの持っている本質的バランス特性と考えるように解釈しなおしました。
以上、ご検討をよろしくお願いします。
>https://shop.cqpub.co.jp/hanbai/books/14/14981/14981_p102-103.pdf
>にある1:1、50オーム平衡ー不平衡変換バランの仕組みをお読みしましたが、理解できません。
>LTsice でシミュレーションをやりたいのですが、コイルの結合定数、インダクタンス、コアの透磁率のデータの開示もなく困っています。
>ご助言お願いします。
>インダクタンス・メータはありません。SWR計、ディップ・メータ、オシロ(40MHz, 1Gz)はあります。MMANAを操作できます。
編集部様
お世話になりありがとうございます。
LTspice で、0.7uH x 3個、コイルの結合係数K 0.99 0.99 0.99 で
シミュレーションしてみました。
実測での立証確認は現在無理です。
結果:
(1) P102にかかれた3相のコイルで、真ん中のコイルは、左右コイルの両方から電磁誘導をうけ、電圧が0 V にキャンセルされ、
P103に書かれた真ん中のコイルの電圧V=0 となり、書籍の説明と異なる結果になりました。
(2) ダイポールアンテナは、「平衡」にある、とこれまで聞いてきましたが、
MMANAの計算では、 Z = R + j(ωL-1/(ωC)) という集中定数でのインピーダンス特性で書けることになり、「平衡」状態は、どうやらωL-1/(ωC)=0 が成り立つ共振周波数でのみ平衡状態となりで、共振周波数から周波数がずれるほど、不平衡状態（虚数部が0にならない）になる特性が見られることがわかりました。
このため、これまでの平衡：不平衡 変換のバランの特性説明は、本質的に大本から間違いである、とまでは言いいきれないのですが、アンテナ根本でのインピーダンスの虚数部によるRF電流の位相ずれをキャンセルするのが、バランの持っている本質的バランス特性と考えるように解釈しなおしました。
以上、ご検討をよろしくお願いします。
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Gary - 23/5/11(木) 17:53 - |
亀レスですみません．難しい解析にチャレンジされているようですね．
▼M2019さん：
>結果:
>(1) P102にかかれた3相のコイルで、真ん中のコイルは、左右コイルの両方から電磁誘導をうけ、電圧が0 V にキャンセルされ、
>P103に書かれた真ん中のコイルの電圧V=0 となり、書籍の説明と異なる結果になりました。
ふと気になったことがあります．下記の書き込みの2枚目の図では，磁束φを一つだけ書きましたが，実際には三つのコイルが相互誘導することによってそれぞれ磁束を発生します．
https://www.rf-world.com/x/bbs/c-board.cgi?cmd=one;no=1037;id=RFW2#1037
すなわちL1による磁束はL2とL3，L2の磁束はL1とL3，L3の磁束はL1とL2をそれぞれ励磁します．これらをシミュレーションに盛り込んでありますでしょうか？
>(2) ダイポールアンテナは、「平衡」にある、とこれまで聞いてきましたが、
>MMANAの計算では、 Z = R + j(ωL-1/(ωC)) という集中定数でのインピーダンス特性で書けることになり、「平衡」状態は、どうやらωL-1/(ωC)=0 が成り立つ共振周波数でのみ平衡状態となりで、共振周波数から周波数がずれるほど、不平衡状態（虚数部が0にならない）になる特性が見られることがわかりました。
真の半波長ダイポール・アンテナは，その共振周波数において平衡状態にあるだろうと思います．ただし理想的な話であって，実用上はわずかに不平衡電流が流れるでしょうね．
余談かもしれませんが，ダイポール・アンテナの入力インピーダンスの値としてよく知られた「73.13＋j42.45Ω」は，虚数部があることからわかるように，共振状態のインピーダンスではなく，電気的半波長のときの値をモーメント法で求めた結果だそうです．
>このため、これまでの平衡：不平衡 変換のバランの特性説明は、本質的に大本から間違いである、とまでは言いいきれないのですが、アンテナ根本でのインピーダンスの虚数部によるRF電流の位相ずれをキャンセルするのが、バランの持っている本質的バランス特性と考えるように解釈しなおしました。
一口に「バラン」と呼ばれるものの動作原理を大別すると，不平衡電流をキャンセルするものと，高インピーダンスによって阻止するものに分かれると思います．本件のバランは前者でしょう．
前者はインピーダンスが虚数部をもつ場合は，それに応じてバランにも不平衡電流が流れるだろうと思います．細い線を使ったダイポール・アンテナの実用帯域は比帯域でせいぜい0.5％ぐらいでしょうから，その範囲で使うなら不平衡電流の値もたかが知れていると思いますが，いかがでしょうか？
後者は同相となって流れる不平衡電流を阻止しますが，阻止インピーダンスは有限なので，完全にゼロにはなりません．必要に応じて妥協が必要だろうと思います．
▼M2019さん：
>結果:
>(1) P102にかかれた3相のコイルで、真ん中のコイルは、左右コイルの両方から電磁誘導をうけ、電圧が0 V にキャンセルされ、
>P103に書かれた真ん中のコイルの電圧V=0 となり、書籍の説明と異なる結果になりました。
ふと気になったことがあります．下記の書き込みの2枚目の図では，磁束φを一つだけ書きましたが，実際には三つのコイルが相互誘導することによってそれぞれ磁束を発生します．
https://www.rf-world.com/x/bbs/c-board.cgi?cmd=one;no=1037;id=RFW2#1037
すなわちL1による磁束はL2とL3，L2の磁束はL1とL3，L3の磁束はL1とL2をそれぞれ励磁します．これらをシミュレーションに盛り込んでありますでしょうか？
>(2) ダイポールアンテナは、「平衡」にある、とこれまで聞いてきましたが、
>MMANAの計算では、 Z = R + j(ωL-1/(ωC)) という集中定数でのインピーダンス特性で書けることになり、「平衡」状態は、どうやらωL-1/(ωC)=0 が成り立つ共振周波数でのみ平衡状態となりで、共振周波数から周波数がずれるほど、不平衡状態（虚数部が0にならない）になる特性が見られることがわかりました。
真の半波長ダイポール・アンテナは，その共振周波数において平衡状態にあるだろうと思います．ただし理想的な話であって，実用上はわずかに不平衡電流が流れるでしょうね．
余談かもしれませんが，ダイポール・アンテナの入力インピーダンスの値としてよく知られた「73.13＋j42.45Ω」は，虚数部があることからわかるように，共振状態のインピーダンスではなく，電気的半波長のときの値をモーメント法で求めた結果だそうです．
>このため、これまでの平衡：不平衡 変換のバランの特性説明は、本質的に大本から間違いである、とまでは言いいきれないのですが、アンテナ根本でのインピーダンスの虚数部によるRF電流の位相ずれをキャンセルするのが、バランの持っている本質的バランス特性と考えるように解釈しなおしました。
一口に「バラン」と呼ばれるものの動作原理を大別すると，不平衡電流をキャンセルするものと，高インピーダンスによって阻止するものに分かれると思います．本件のバランは前者でしょう．
前者はインピーダンスが虚数部をもつ場合は，それに応じてバランにも不平衡電流が流れるだろうと思います．細い線を使ったダイポール・アンテナの実用帯域は比帯域でせいぜい0.5％ぐらいでしょうから，その範囲で使うなら不平衡電流の値もたかが知れていると思いますが，いかがでしょうか？
後者は同相となって流れる不平衡電流を阻止しますが，阻止インピーダンスは有限なので，完全にゼロにはなりません．必要に応じて妥協が必要だろうと思います．
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