アナログ高周波回路、設計3課

1 ：2013/02/20 〜 最終レス ：2013/06/03

　　
実際に試作するまでは動作が分からない高周波回路。
1本の電線がインダクタンスに見えるあなた。円の中心が50Ωに見える君。
RFはローデかHP、コネクタはHUBER+SUHNER以外はないと思ってるマニアさん。
回路図からは見えない、基板板上の分布定数と戦っている苦労話など、語って下さい。
高周波の関係する話なら、何でもどうぞ。
電気電子の一般的な質問は、専用スレがありますので、そちらで聞いてください。

2 ：

2ゲット

3 ：

長さの違う線路を見ると、波長短縮率をかけて遅延差云々と考えてしまいます。
Agilentも捨てがたいけれど、ＨＰは古くてメンテオフが多いけどServiceManualに詳細が記載されているのでＨＰ時代も好きです。
コネクタやケーブルにメーカのこだわりはありませんが、VNAで図って評価します。８７５３Ｃ＋８５０４７Aが現役です。もっと高い周波数を図りたい・・・。

4 ：

コネクタは、どこがいいんでしょうね。
確かにSUHNERは良いのですが、高いですね。日本製だと、ヒロセとか、若でしょうか。
秋月店頭にあるやつでも、結構行けるのかな。

5 ：

質問いいでしょうか。
マイクロストリップラインについてです。
製作記事によく見かける、両面基板のマイクロストリップラインに、
チップLやチップCを付けてフィルタを作る場合です。
幅2.7mmなどの50Ω線路に、直列に1608のチップを付けると、
幅2.7mmから0.8mmに、線路幅が突然変わってしまいます。
これは、マズイことではないのでしょうか?
あるいは「そんな些細なこと、無視だよ」ということなのでしょうか?
パターンの端し部品の境目は、整合が取れなくて反射が発生すると思うのです。
どうでしょうか?

6 ：

>>5
周波数による

7 ：

ネットアナの画面が完全に焼き付いてしまい、電源OFFでもスケールが見える
なんとかならんものか？

8 ：

>>7
修理に出すか、B管を交換

9 ：

昔、休み時間にスペアナにピンセット挿してFM局聞いてたんだけど、俺だけか？

10 ：

ネットアナでなら

11 ：

今なら言える(まだ990もあるけど)
ネットアナのNコネクタのセンターピンを「ポキッ」と折ったのは、僕です。
6ツ割のNコネでした。Kさん、すみませんでした。

12 ：

教えてください。
定在波比 SWRというのがあります。
電圧定在波比ということで、VSWRと言うようです。
電圧定在波があるなら、電流電圧定在波比というのもあるのでしょうか?　ISWR。
・考え方的には合っているけど、VSWRだけあれば事足りるから、使われないのか、
・それとも、そもそも電流で考えるのが間違っているのでしょうか?

13 ：

高周波は電力で考えるべき。
便宜上電圧で扱ってるだけ。

14 ：

ということは、
電流でも全く同様に考えられるけど、たまたま電圧で定義しているだけ、
という理解で良いでしょうか?

15 ：

>>14
昔々、検波器に針を付けて伝送線路に刺して検波電圧を測っていた名残、らしいですよ。
導波管にスリットを入れて検波器を付けたものもあったそうです。刺す位置を変えて最大値と
最小値を測ってわり算すればVSWRとなるわけです。

16 ：

ありがとうございました。スッキリしました。
なるほど、導波管の定在波は、高校の時に実習でやりました。
あれは電流計でなくて電圧計なんですね。
何が何だかさっぱりの実験でしたが、
端っこのアタッチメントを取り替えて実験したような気がします。
どうもありがとうございました。

17 ：

Mr. Smith　まだ使ってる人いる？
それとももっといいソフトある？

18 ：

スミスチャート。当時はよくわからなかった。今でも・・・

19 ：

ネットアナはスミスチャートそのまま画面表示するから

20 ：

>>1
高周波回路の基本は、マッチングとることに尽きますね
Ｃを入れるか？Ｌを入れるか？、パラか？シリか？
スミスチャートを理解してないと、できませんからね
回路をシミュレーションしても　その通りにならない。
あと基板選びも大切だ

21 ：

>あと基板選びも大切だ
誘電率が一定なら、損失も同じだと思うのですが、
基板によって、良い悪いがあるみたいですね。
製造上、一定にできないのでしょうかね。

22 ：

教えてください。
同軸の損失が知りたくて、メーカーのデータシートを見たときに、
1MHzで○○dB/km
10MHzで○○dB/km
100MHzで○○dB/km　などが書かれていますが、
1. メーカーによっては、10MHzの1点の周波数でしか書かれていないものもあります。
　　　これを、自分の使いたい周波数での減衰に換算することは、出来るのでしょうか?
　　　例えば-○○dB/decの直線で見積れば良いのでしょうか。
2. それ以上の周波数が書かれていないのは、何故でしょうか?
　　　・そんな周波数で使うように設計していないよ、というメーカーの意図があるため。
　　　・そんな周波数で使うと損失が大きくて、載せたって誰も見ないから載せていない。
3. 一般的な話として、
　　　・送信側のパワーをUPするから、損失は増えても構わない。
　　　　反射が大きくても送信端の回路は壊れない。という前提なら、
　　　　同軸ケーブルを、減衰の大きい周波数で使っても問題ないと思うのですが、これは正しいでしょうか?
宜しくお願いします

23 ：

同軸の損失は実測するべし。
メーカー提示は代表値なのであまりアテにしない。

24 ：

>>21
大事なのは誘電率じゃなくて、その誘電体の損失。高周波流すと発熱して（電子レンジに
入れた食品と同じ）、電力をロスッちゃうのよ。品質が大切。
>>22
絶縁体の種類によって損失の傾向は同じなので、他社同種のケーブルのカタログ値を参考
にすればいいと思う。通常の 3C2Vに 2GHzを通したのは見たことある。ここに 1kW通したら
ケーブル発熱で溶けるかもしれないけど。
別にかまわないんじゃない?

25 ：

まあ>22が電波法違反で捕まっても
俺らには関係ないから問題ないな。

26 ：

なぜ電波法が関係あるん？

27 ：

この業界の関係者は、高出力の話をすると、すぐに電波法を持ち出すのさ。

28 ：

Ｑくんを彷彿させて楽しいじゃん♪

29 ：

教えてください。
同軸コネクタで、SMAは18GHzまで使えるけどBNCなんて2GHzまでしか使えない、などと言います。
この場合の「使える」「使えない」の基準は、何かあるのでしょうか?
予想するに、
・-3dBになる点を言っている。
・その周波数を超えると、突然ドカンと減衰するわけではなくて、
　　　たぶん10dB/decで減衰していく。
なので、ロス分を余計に投入するのであれば、規定以上の周波数でも
信号を送ることができると思います。

30 ：

それでいいんじゃないかな。
完璧を目指す人は、SMAでさえ18Gでなく4G止まり、と言う人もいる。

31 ：

リターンロスいくつが基準になってるのかは知らんが3dBってことはないと思う

32 ：

>>31
その値って、何か規格があるのでしょうかね。それとも各社バラバラ?。

33 ：

>>32
規格はあるのかどうか知らんけど
コネクタの製品スペックには必ずVSWRの項目があるでしょ
結局それを調べて決めるしかないと思う

34 ：

ttp://www.home.agilent.com/upload/cmc_upload/All/5988-8015JA.pdf
この辺りで。

35 ：

なるほど
根拠は遮断周波数みたいだからやっぱり-3dBで正しいのか
すまん

36 ：

そうなると、その周波数まで使えるワケではなくて、
ロス無し(?)でいこうとするなら、その1/5程度までかな。

37 ：

目的による。周波数カウンタの入力みたいな物なら結構ラフでもOK

38 ：

でも同じ「50Ω入力」なんだから、そんな違いはないのでは?

39 ：

その50Ωが何GHzまで保証出来るのか、が同軸コネクタの違い

40 ：

同軸ケーブルで損失した電力は、何になるのでしょう?
誘電体損・・・誘電体はRでなくてXなので、電力消費はゼロのはず。
銅損・・・・・I^2・Rで熱になる。

41 ：

あとは放射と反射

42 ：

× 誘電体損・・・誘電体はRでなくてXなので、電力消費はゼロのはず。

43 ：

消費エネルギーがゼロなら損とか言わんだろ。誘電損も熱になるよね。

44 ：

じゃあ反射損や放射損も熱になるのかよ！？

45 ：

こまけぇーことはいいんだよ。

46 ：

誘電体が、なんで電力を消費するのでしょう?
位相は90度ではなくて?

47 ：

誘電体の電気分極が電場の変化に追従できなくなり、エネルギーの一部が熱になって損失する

48 ：

ちなみに電子レンジに入れたものが暖まるのも誘電損失現象なのだよフフフ

49 ：

>>47
すごい。メモメモφ(o_o)
ちなみに、なんで周波数が高くなると、同軸やセミリジッドが細くなっていくんでしょうか?
高周波ほど太い同軸を使って、低損失にしないといけない、と近所のOMに聞きました。
なのに、75GHzとか110GHzとか、細いセミリジッドです。
7mm→3.5mm→K...と、ドンドン細くなっていく

50 ：

同軸は原則的に基本モード(TEMモード)で伝搬させるので、
高次モードの遮断周波数より低い周波数で使う必要がある。
太くなる(= 機械的寸法が大きくなる)ほど高次モードの遮断周波数は低くなるので、
使える周波数の上限も低くなる。

51 ：

ちょっと補足。
同軸は原則的に基本モードで伝搬させる、と書いたけど、
伝送線路は同軸に限らず、普通は基本モードで伝搬させる。
基本モードが何かは線路の種類によるけど。
ただ、光の世界ではマルチモードファイバーのように
高次モードも伝搬させるものもある。

52 ：

CAL KITって、消耗品？

53 ：

>>52
世の中に消耗品で無い物って、ないでしょう。
いつ、どこに捨てるのか、こっそり教えて。

54 ：

>>52
大事に使えば数年はもつ

55 ：

そう言えば、今使ってるCAL　KITは、10年以上経つのかな？
果たして正確な測定できてるんだろうか？
交換時期がわからない。

56 ：

校正に出さないの？

57 ：

え！！！　　CAL　KITって校正するもんなの？

58 ：

ネットワークアナライザとcalkitの組で定期校正でしょ。

59 ：

ギャルキットが二組あれば、自前で日常校正はできるよ。
ネットワークの電源ON後、一時間以上してから。

60 ：

まさか測定器のマニュアル読んでないんじゃ・・・

61 ：

あれ？、おかしいな
と感じたときが換えどき

62 ：

>>60
おまえはあの分厚い英文マニュアル、全て読んでるのか？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　と、問いたい。

63 ：

>>61
それに気付いた時には、目も当てられないな・・・・・・・・・。

64 ：

マイクロ波やってる人って、結構こだわり屋が多いよね。
7mmとか3.5mm、Kコネクタなど、気軽に触らせてくれない。
若い時分に、タバコ吸いながら測定してたら、コネクタ取り上げられた。
タバコのヤニでロスが出るって。
なんだかな〜

65 ：

実際問題、ヤニで汚れるからな。しかも喫煙者って手先が不器用な上、大雑把だから
たとえ煙草を咥えて無くても触らせたくないなｗ

66 ：

喫煙者はホントゴミ
以前、鼻くそ食いながら測定してるの見かけたことがある
煙草吸ってる奴って、大抵目の焦点が合ってないよね

67 ：

>>64
おれは喫煙派だが、さすがにタバコ吸いながらの測定はしないなあ。

68 ：

807のシールドをピーカンで作る話はこのスレでいいですか？

69 ：

>>68
中和に気をつけてね。
807だと50MHzはキツイでしょう

70 ：

>>67
喫煙者は吐く息が臭いからコネクタが痛むよ。

71 ：

すわない人にも、くさい人はいっぱいいるけどね。

72 ：

なんでタバコが測定誤差の原因になるの?

73 ：

普通実験室って禁煙じゃね？

74 ：

ホント、たった一人喫煙者が居るだけで、ほんの数年で部屋の壁が茶色になるんだからビックリだ。

75 ：

>>73
はるか昔は、喫煙OKだったんよ。

76 ：

そだね。
1992年くらいから急に世間で禁煙が拡大していったような気がする。
このへんの時期に何かあったっけか。

77 ：

国の指導が入ったからじゃないかな。
コマーシャルがなくなったのは、それより後だから。

78 ：

ここまで、インピーダンス75Ωの話をする人がいない

79 ：

75Ω教は異端

80 ：

まさかこのスレの住人で75Ωを使ってる奴はいないよな？
別に75Ωが悪いと言ってるわけじゃない
念の為だ

81 ：

テレビ屋は絶滅したか。

82 ：

空気を誘電体とする同軸ケーブルで、損失を最低にする点を求めたら75Ωだった。
可とう性を良くするために、ポリエチレンを誘電体とする同軸ケーブルでは、損失を最低にする点を求めたら50Ωだった。

83 ：

奴ら、dBuで話すからdBmなおいらとはウマが合わん

84 ：

可とう性 って、漢字が出て来ないね。

85 ：

可撓性

86 ：

ありがとうございます。
確かに難しい字ですね。 ありがとうございます。

87 ：

たびたびすみません。
可撓性の、撓 は訓読みで「たわむ」と読むようです。

88 ：

ガラエポ基板で今600M帯の回路設計してるオイラが来ましたよ。
外部インターフェースはリターンロス26dB/75Ω以上、
回路はちゃんとdBmでレベルダイヤ考えてますよ。

89 ：

600MHzとは、割に低いですね。

90 ：

GHｚ未満は低周波よね

91 ：

マイクロウェーブってなんかつまんなくない？

92 ：

好きな人は好きなんだけどね。
でも、そういう人はアンプ、あるいは混合や合成、分配とかの回路、
左から右へ一直線の機器ばっかり作ってるね。

93 ：

>左から右へ一直線の機器ばっかり作ってるね。
回路図は基本左から右じゃないの？。

94 ：

教えてください。
オシロスコープで矩形波のパルスを見るときに、注意すべき点は、
1. パルスのtr,tfを考慮した、帯域が十分広いお城を使うこと
2. 信号源〜オシロまでのケーブルに注意すること。
　　　2-1) 信号源(出力Z=0)---同軸50Ω------オシロ50Ω入力終端する
　　　2-2) 信号源(出力Z=0)--FETプローブ使用------オシロに接続
だと思います。
このとき、2-1)と2-2)では、どちらが適切な方法でしょうか?
FETプローブは、相手のZが高い時に使うもの、
同軸は、Z=0など低いときに、50Ω抵抗直列にして同軸取り出す
のうち、どちらでも同じ波形が見えると考えています。
上記の考えは正しいでしょうか?
それとも、FETプローブの方が良いのでしょうか?

95 ：

机上ではどっちも正しいと思うが、現時はZ=0なんてありえないから、FETのほうかな。
同軸つないで見る場合は回路を予めそのように作っておく。

96 ：

>>95
ありがとうございます。
>Z=0なんてありえないから、FETのほうかな。
なるほど、確かにそうですね。同軸でやるときは、1608の51Ωを観測点に直結して、
同軸の芯線を直結で半田付けして、取り出しています。ときには453Ωを付けたりして、
負荷を軽くする要にしていますが、いかんせん感度がドンドン落ちてしまいます。
ちなみに、FETプローブもパッシブプローブも、さらにはオシロでも同じだと思いますが、
目的周波数の何倍くらいのを使いますか?
こと矩形波となると、エッジ部分(↑↓部分)は除外したとして、
例えば500MHzの矩形波の場合、帯域1GHzではダメですよね?　1GHzですでに3dB落ちてるので。
5倍くらい上の帯域でしょうか?
いつも、この辺を不安に思いながら波形を観測しています。

97 ：

誤記訂正です。
×　こと矩形波となると、エッジ部分(↑↓部分)は除外したとして、
○　矩形波のエッジ部分(↑↓部分)は除外したとして、

98 ：

エッジ部分を除外って、なんで？
エッジの他に何を見るっていうんだよ？

99 ：

エッジの部分をまじめに見ようとすると、とてつもない帯域が必要になるからじゃない?

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