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シャックの照明を交換(2)

昨年8月7日のブログで書いた「シャックの照明を交換」して、それまでのサークル管と較べてとても暗い思いを
していました。机でキーボード入力したり、本を読もうとしても暗く、手元の蛍光灯を併用してきました。
いろいろと対策を考えてきましたが、やっと思い通りのスタイルになりました!

20120112(1).jpg

↑用意したのはコレ。
LED専用と書かれた4分岐ソケットと、AC用LEDを使った電球4個です。
このLED電球は管の内部にAC-DCの変換基板を内蔵していません。ゆえにノイズレス!との触れ込み。
最近はLED電球の売り場に行っても、この韓国製のAC駆動のLED電球がとても多くなってきました。
ノイズがイヤで蛍光灯からLEDに換えても、そのLEDがノイズを出したらシャレになりません。

20120112(2).jpg

↑セットするとこんな感じです。
ペンダントの上にはクランプフィルタが5個くっついておりますが、ほんの気休め、おまじないです。

4分岐ソケットはこちらで購入できます。
ZS-4LED
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CMC:コモンモードチョークの製作(5)

ひと頃、ネット上で「青コア」と呼ばれたトロイダルコア EPCOS Inc の B64290L40X830 ですが、
しばらくパーツケースの中で放置していたのを見つけ出し、巻き巻きしてみました。

ネットで調べたらAL値は5400nH±25%。
目標は500kHzでコモンモードノイズ減衰量が-30dBか-40dB。
30dBは電力比で1:1000、40dBは同じく1:10000。
高い周波数はあまり聞かないし、もともとノイズが少ないから計算では考慮しません。

まず最初はほしい減衰量を得るのに必要なインピーダンス計算から。
-30dBの場合 Z=2x50(Ω)x√1000-1=3160(Ω)
-40dBの場合 Z=2x50(Ω)x√10000-1=9999(Ω)

次に0.5MHzで上記の阻止インピーダンスを実現するためのインダクタンスを計算します。
-30dBの場合 L=3160(Ω)/2*3.14*0.5(MHz)=1006μH
-40dBの場合 L=9999(Ω)/2*3.14*0.5(MHz)=3184μH

ネットで調べたAL値が5400nH(5.4μH)でしたから、必要な巻数は次の通りになりました。
-30dBの場合 N(回巻き)=√1004/5.4=13.6
-40dBの場合 N(回巻き)=√3184/5.4=24.3

20120104(1).jpg

手持ちの1.25mmのケーブルでほどよく25回巻くことができました。
早速特性を測定してみました。

CMC2Fトイレ用

ボトムは760kHzで、減衰量は45.4dBとほぼ狙い通りとなりましたが、ハイバンドの急上昇は
あまりありがたくないですね。-30dBの上限は6.5MHzくらいです。
このCMCは前から気になっていた2階のトイレに設置しました。

20120104(2).jpg

わが家の2階のトイレにはアース端子がついているのですが、前からこの無防備なアースが
気になっていました。元のアース線が長かったので、クランプコアもおまじないで入れておきました。
最後に効果なのですが、たぶん目に見える効果は無かったように思います。
しかし一つ一つの積み重ねが大事だと思う他にありません。

CMC2Fのトイレ設置後

これがCMC設置後の中波の波形です。

ノイズ対策(1)

シエスタさんによるノイズ対策機器の数々に触発されて、かってないほどの入れ込みようで対策を
進めておりますが、まったく出口が見えない中でもがいております。
これまで施した対策は次の順番でした。

1.CMCの製作:Perseusのアンテナ入力側に大型コアの2段重ねを入れましたが効果なし。

2.同じくCMCをPerseusの電源入力側に入れましたが効果なし。

3.GaISOの製作:小型高透磁率コアを2段重ね×2セットで、Perseusのアンテナ入力とCMCの間に
  入れましたが効果なし。

4.屋外のアンテナ直下で同軸ケーブルをアースに落としました。たぶん効果なし。

5.絶縁トランスを壁コンセントと受信系のテーブルタップの間に入れました。数dBの効果あり。

6.同じく絶縁トランスをPC系にも入れましたが効果なし。

7.USBアイソレータを入れましたが、Perseusを認識できなくなりました。

今はバンドによってノイズレベルは異なりますが、50Ωのダミー抵抗を接続すると-130dBm程度で、
BCL-LOOP6.1で-120dBm程度です。ハイバンドでは-125dBmくらいです。
アクティブアンテナの場合は設定ひとつで異なりますから、-125dBmなど目安にもならないかも知れませんが、
自分としては限りなく-130dBmに近づいてほしいです。

さあて次はどうしてくれようか?

CMC:コモンモードチョークの製作(4)

シエスタさんのpdf「小型・高透磁率コアを使ったコモンモード・チョークの実験」と、
それをパワーアップしたriver breezeさんによる「小型・高透滋率コアを使ったCMCの製作結果」に刺激されて、
river breezeさんの二番煎じになりますが、同じようなことをさせていただきました。

20110814.jpg

小型・高透磁率コアを2段重ねにしたものを3セット直列にしました。
今日のところはバスボンドが乾いていないので、今度の週末の実戦投入となります。
シャック内でのスペアナ測定では20MHzまで-40dB、2MHzまでだと-45dBほどの減衰となっておりますが、
実戦ではたとえ-10dBでもノイズフロアーレベルが下がってくれればと願っております。

シャックの照明を交換(1)

シャックの蛍光灯が、外側の管が切れていたのだが放置していて、今日の買い物で安物を見つけたのでゲット。
管だけを大小同時に買い換えてもよかったが、本体買い替えの方が安いと言うシロモノだった。
越郷屋さんが、非インバーター式の蛍光灯は探すのが困難と言われていて、私も全く同感だったが
今日の蛍光灯にはどこにもインバーターとは書かれていなかったので、もしかしたらお宝品かも知れない。

20110807(1).jpg

パックージはこんな感じ。
価格はなんと1,980円なり。たしかにサークル管を大小同時に買うよりは安い!!
販売元は株式会社山善という会社。型式はPJ-A110(W)、楽天ショップも運営しているようだ。
楽天ショップの説明にもインバーターの文字は無い。インバーター方式を目の敵にする
つもりはないが、設置後に後の祭りとなるのは勘弁してほしいからだ。
電球部は21Wのボール型蛍光管が付属していたが、昼光色というのだろうか黄色っぽい光が
イヤだったのでトイレのLED管と交換してもらった。

20110807(2).jpg

天井に吊り下げるとこんな感じ。
電源コードが無駄に長いので、おまじない程度にTDKのクランプフィルタZCAT3035-1330を4個、
おのおの2回巻きで入れておいた。明るさは、実感として裸電球の20Wとか40W程度かと感じ、
かなり暗い。家庭の中で次にLEDに買い換える照明があったら、そのタイミングで明るいLEDと
交換させてもらおう。
やはり暗すぎるので、オリジナルに戻させてもらった。少し明るくなってほっとした。

最後にラジオ受信に与える影響は、たぶんそれ以外のノイズレベルが高すぎて、全く判断できない
というのが実情だ。ノイズ源をつぶすと言うかCMCで落として、それからの判断だ。
ガレージ ド・グウさんのBCL LOOP-1Trをモニターするにしても、あまりにもお粗末なノイズレベルでは
失礼だろう。ちょっと面倒だが、CMCを作っておこう。

CMC:コモンモードチョークの製作(3)

20110718(1).jpg

先日RSオンラインで購入したトロイダルコア、Fair-Riteの5978003801に同軸ケーブルRG-58A/UをW1JR巻き18回しました。
さすがに外径61mm(FT240相当)ともなりますと、この太さの同軸ケーブルを巻くことができます。
最終的には同軸ケーブルは、1.5D-QEVで巻きなおしをするのですが、実験段階で何回も巻きなおしをしますので
屈曲性で1.5Dよりも強いと思われるRG-58A/Uで代用しております。



20110718(2).jpg

スペアナのキャプチャ画面で赤い線が、先日の正体不明のリングコア×40連のものです。
そして青い線が本日実験の5978003801のものです。
ZCAT3035-1330でもそうでしたが、同軸ケーブルを丸い輪にして、コアの中を普通に4回通しで巻くと
この赤い線のように、わりと鋭いボトムが形成されやすいと感じました。
それに対して本日の実験では、線材は全く同じ同軸ケーブル(RG-58A/U)なのですが、巻き方がW1JR巻きにしてあります。
そのためW1JR巻きの特徴である、フラットな特性が出ていると見てよいかと思います。
本日の巻数18回と言うのは、先日の計算結果17.4回巻きを切り上げたもので、0.5MHzでのコモンモード阻止率を
-30dBと狙ってのものです。
自己共振と思われるゆるいボトムが800kHz付近にある影響で、500kHzでの減衰がちょっと不正確ですが、
400kHz~5MHzくらいにかけて-30dBをクリアできているようです。
この巻き数を参考にして、次はこのコアの2段でデータをとります。



20110718(3).jpg

このコアを2段にして同軸ケーブルを巻きこむのはなかなか大変ですので、ちょっと仕上がりが雑になっています。
巻数はシングルの時の18回に対して、ダブルでは16回にしました。あまりインダクタンスが上がりすぎると、
狙う周波数帯から下にズレてしまいます。これでもまだ下すぎるかも知れませんので、波形を見ながら、
巻数をあと2回少なくしてもよかったです。


20110718(4).jpg

波形はちょっと見づらいのですが緑色にしてあります。
サムネイルをクリックして、原寸でご覧になってください。
ボトムは840kHzで、減衰率は-47.4dBです。
9MHz付近でシングルコアと波形が重なるまでは、ダブルコアの威力発揮といったところでしょうか。
中波帯はおおむね-40dBの減衰となっていますが、たぶん受信ラインにこのセットを挿入しても
Perseusの画面上のノイズフロアーレベルは、全然変わらないのではないかと少し不安が。

クランプフィルタの実験 10個×4回巻き

20110717(3).jpg TDKのクランプフィルタ ZCAT3035-1330 の予備実験を始めました。
仮組の状態でも、受信系に簡単に入れられるように両端BNCコネクタ付きの同軸ケーブル(RG-58U/A)を使う関係上、ターン数は4回しか稼げませんでした。


20110717(2).jpgこれを先日の正体不明のコア×40連のデータと重ねると、こんな感じになりました。
ボトムポイントこそ深さの差はありますが、他は計測間違い(?)と思えるほど、非常に似通ったカーブになっています。
実際にPerseusで聞いた感じでも耳でわかるほどの、いえ、目で画面を見ていても違いが分かるほどの差はまったくありませんでした。


20110717(4).jpg
ZCAT3035-1330のデータはTDKのpdfから多少読み取ることができます。
1MHzで25Ωくらい、10MHzで100Ωくらいです。
とすれば、私の今回の実験では4回巻きですから、インピーダンスは巻数の2乗つまり16倍です。さらに個数が10個で10倍。合計160倍のインピーダンスが期待できるかも(?)。
1MHzで、25Ωくらい×160倍=4kΩくらい=減衰量:-32dBくらい
これはまあまあ近いですが、
10MHzで、100Ωくらい×160倍=16kΩくらい=減衰量:-43dBくらい
こっちは全然ハズレですね。巻き方によるものなのか、なんか計算間違いなのか?
しかしシエスタさんによる実験でも、この右肩上がりの傾向が見られましたので、何か別の要因なのかと思います。


クランプフィルタ

20110716(1).jpg

TDKのクランプフィルタ ZCAT3035-1330をかき集めたら42個ありました。
すべて会社の廃棄品から拾ってきたシロモノです。かっては更に200個ほど持っていましたが、
数年前にヤフオクで処分してしまいました。

トロイダルコアによるCMCもよいのですが、なんかこちらのフィルタを使ったCMCの実験を先にやりたくなりました。
写真のほとんどが、屋外の8D-SFAやローテータケーブルにパッチンしていたので、紫外線で相当劣化しています。
写真の2/3ほどが半分に割れてしまっております。もともと半分に分割する品物ですから、半分に切り離されていようと
テープやビニタイなんかで固定すれば何ら性能的には変わりません。
目標は1MHzでコモンモードノイズ阻止率が-40dBくらい。

スペアナのセットアップ

CMC:コモンモードチョークをやり始めると、組み立てたモノが一体全体つぼにはまっているのか、
的外れなのか知りたくなるのが人情というものです。特に思ったほど効果がない場合などは、
巻数が足りないのではないかとか、逆に巻き過ぎではないだろうかと不安になるものです。
そこで骨董品のスペアナを引っ張り出して、ン年ぶりに通電してみました。

20110712(1).jpg

以前使っていて、その後PCを更新した時に搭載しないで保管していたNI社のGP-IB(PCI)ボードを
取出して、PCのPCIボードにセットしました。これとスペアナHP 3585AをGP-IBケーブルで接続して
スペアナの管面をキャプチャできるようにしました。
むかしは、部屋を暗くして管面の波形を撮影したものですが、このキャプチャソフトを使ってからは
とてもとても昔には戻れません。

20110712(3).jpg

まず手始めにこいつをまな板に乗せました。
コアは正体不明というか調べる気が無く、同軸はRG-58U/Aが中を4回通っております。
コアの数は40個、これを乗せている段ボールの板は35cm×27cm、作ったら作りっぱなしで特性など
調べたこともなかったシロモノです。
これを、3D無線クラブの「NO.62 コモン・モード・チョーク測定治具の作り方」にならって測定してみました。

20110712(4).jpg

こんな測定結果が得られました。
自己共振点はおよそ1460kHz、中波帯は-30~-40dB程度になっているようです。

CMC:コモンモードチョークの製作(2)

さて、海のものとも山のものともわからない、なんて言ってたら始まらないので、素性を調べることにします。
Googleで5978003801を検索すれば、pdf化されたデータシートが多く出てきます。
その中から適当に選んだのがこれ

5978003801(1).jpg

このデータシートによれば、外径61.0±1.3、内径35.55±0.85、厚さ12.7±0.5、重さ106g
電気的な特性では、AL(nH)=3155±20%とあります。
AL値がnHでは、のちのち頭が換算でパニックを引き起こすので、今のうちにμHに変換しておきましょう。
3155nH=3.155μH
大きさや特性から、アミドンブランドで販売しているFT240-#78と同じもののようです。

さて、CMC:コモンモードチョークに要求される仕様のうち、どれくらいのインピーダンスを目安とするのか
という問題点があります。トロイダルコア活用百科によれば、それは3kΩ程度となっております。
50Ω系で3kΩの減衰量(コモンモードノイズ阻止量)はだいたい-30dB弱ですので、最低限としてこれを目標とします。

次にコモンモードノイズを阻止してほしい周波数帯を決めます。
私の場合は中波がメインで、たま~に短波のローバンドを聞くくらいですが、低域側に安全を見て多少のマージンを
持たせ、500kHz~7MHzを仮に使用周波数範囲とします。

f=0.5MHzで必要なインダクタンス(L)はL=Z/2πfより、
L=3000(Ω)/2*3.14*0.5(MHz)=955μH以上と計算することができます。
AL値が3.155μHでしたから、955μHを得るために必要な巻数は、
N(回巻)=√955/3.155=17.4

減衰率で-40dBを狙うのでしたら、31.77回巻きと計算されます。
しかしその分、低域側の周波数まで適用範囲が拡大され、逆に高域側が伸びなくなる可能性があります。
そのあたりはトレードオフになるので、必要により#43材などのコアで作ったCMCを直列接続する方法も
検討しなければなりません。

トロイダルコアの到着

7/3(日)、RSオンラインで、抵抗器/コンデンサ/インダクタ→インダクタ/ノイズフィルタ→フェライトコアとたどり、
タイプをToroid Core、直径を降順にして表示させ、一番大きな直径154.2mmものは値段も高いので無視して、
2番目、3番目がともに直径61mm、メーカーがFair-Riteでした。

両者は、5943003801 と 5978003801 の二品番。
おそらくミドルの数字の「43」と「78」が適合周波数帯の種別だと判断して、中波から短波ローバンド用に
考えているので「78」材でオーダーしました。
翌月曜日に発送しましたのメールが入り、本日火曜日品物が届きました。

20110705(1).jpg

こんなカラフルな梱包箱で届きました。
前もって電機の部品が届くと言っておいたからいいようなものの、言わなかったら、何なに?としつこく追及
されかねなかったような気がします。

20110705(2).jpg

中には小箱が二つ入っていて、黄色のタックシールには Made In USA の文字もあります。
小箱を開けると、中には分厚いスポンジ2枚に保護されたトロイダルコアがありました。

20110705(3).jpg

大きさは外径で61mmありそうです。
これだったらモガミの極細同軸ケーブルをチマチマと巻かなくても、1.5D-QEVをサクサクっと巻けそうだと、
思わずニヤニヤ。

CMC:コモンモードチョークの製作

XYZさんの FB DX ROOM で、CMC:コモンモードチョークの話題が熱い。
やれインバータ方式のエアコンのノイズが軽減されたとか、やれSメーターでいくつノイズフロアーが下がっとか。
それで、そんなに良いものなら、マイシャックを取り巻くノイズ環境も少しは改善されるかと、それこそ藁をもつかむ思いで
重い腰を上げて見ようかと思った次第。

同サイトの掲示板では、シエスタさんのアップされたpdf、「コモンモードチョークの製作と使い方」で、米国CWSより購入のF140A-Jが良いと公開された。
しかしこのコアを自家用だけで個人輸入すると運送料がバカにならず、そこで国内で調達できるコアで何か代用できないか
掲示板で情報が飛び交い、見つけられたのが、青コアと呼ばれるようになったTDK系のメーカーEPCOMのトロイダルコアB64290L48X830

そしてその後、お手持ちのコアの使い方のお問い合わせとして上がったのがTokinのESD-R-47B。

こんなところの情報を踏まえて国内市場から物色したところ、青コアの購入先として紹介されていた RSオンライン
Fair-Riteの5978003801というコアにたどりついた。
さて、これが使い物になるやら、海のものとも山のものともわからない状態からこの話が始まる。
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Author:加藤
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