Electromagnetics and Ham Radio
Balun22
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■1:4 Case7の特性インピーダンス■
ここで使った通信線は工業製品ですのでどの断面でもGAPおよび絶縁被膜の厚さが一定していると考えて、
インダクタンス、キャパシタンス、そして特性インピーダンスを調査してみます。
測定機器としてDE-5000とAA-600を使いました。周波数はDE-5000が100KHz、AA-600が1MHzから5MHzとしました。
通信線の長さは、4200mmです。導線の直径が0.8mm、GAP=1mmでしたのでD/a=4.5です。
測定結果は以下のようになっています。
DE-5000@100KHzより
| Cs [pF] |
Cs [F/m] |
Ls[μH] |
Ls[H/m] |
Z0 [Ω] |
| 188.1 |
4.47857×10-11 |
2.972 |
7.07619×10-07 |
125.7 |
AA-600では、通信線の開閉により、√(Xopen×Xclose)を計算すると、
下表に示すように1MHzから5MHzの間でZ0=120～122Ωが得られました。
Xopenは容量性ですので値は負です。
| 周波数 [MHz] |
Xs(close) [Ω] |
-Xs(open) [Ω] |
Z0 [Ω] |
| 1.0004 |
17.38 |
831.92 |
120.2 |
| 3.0002 |
54.09 |
269.95 |
120.8 |
| 5 |
102.43 |
145.8 |
122.2 |
一方関数f3でこの通信線のインダクタンス(μr=1)とキャパシタンス(εr=1)を計算すると、以下になります。
そして測定値と比較すると、測定のインダクタンスはその関数f3による値の1.2倍でしたが、キャパシタンスは同じ比較で2.3倍もありました。
| D/a |
関数f3(D/a)の値 |
C=ε0/f3 [F/m] |
L[H/m] |
C(測定)/C(f3) |
L(測定)/L(f3) |
Z0(μr=1,εr=1) [Ω] |
| 4.5 |
0.461732208 |
1.92×10-11 |
5.80×10-07 |
2.3 |
1.2 |
174 |
上の結果からも、バランの特性インピーダンスは、導線の絶縁被膜の誘電率に大きく左右されているのが分かります。
■絶縁被膜の誘電率■
以下の表に今回バランに用いた製品、材料、および比誘電率をまとめておきました。
下表にある材料と比誘電率の値はネットの検索で得たものです。
したがって値はもう少し幅があると考えてよいでしょう。
| 製品 |
材料 |
比誘電率 εr |
| 熱収縮チューブ |
エチレンプロピレンゴム |
2.0～3.5 |
| 熱収縮チューブ |
シリコン |
3.2 |
| 熱収縮チューブ |
シリコンゴム |
3.2 |
| テフロン電線 |
テフロン |
2 |
| 通信線 |
ポリエチレン |
2.0～2.4 |
| エナメル線 |
ポリイミド |
3～4.3 |
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