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セラミックフィルタ評価ボード(15)

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先日組み立てたCFS455J搭載のフィルタモジュールの波形を撮りました。CFS455Gの時と較べると、帯域外での跳ね返りが気になります。もっともこの跳ね返りは、ムラタのpdfにも標準的な波形の例で描かれていますので、ある意味仕方が無いところかもしれません。アンテナフィルタとしては、スルー、CFS455G、CFS455Jの3段階切替とするつもりです。IC-7800でもルーフィングフィルタは15kHz/6kHz/3kHzですから、短波放送重視の私としては、これでよいと思います。さて、次はいよいよミクサです。
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セラミックフィルタ評価ボード(14)

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本日はCFS455Jを使ったセラミックフィルタユニットを作りました。455Gの時のように手持ちの中からチャンピオンを品定めできればよいのですが、秘蔵の一個ではそれもかないません。後日追加で入手できたらスムーズに交換・比較できるように、フィルタ部はソケット式にしました。もちろんフィルタ専用のソケットがあるわけではありませんので、適当に目に付いた部品で代用です。


ついでに仕上がりも見栄えがよくなるようにグリーンレジストをおごりました。自分自身でする自作ですから、面倒ならやめればいいし、しょせん自己満足の世界です。下の、昨日のデータとはたぶん全然変わらないと思いますが、今後アンテナフィルタの肝心のフィルタモジュールとして使いますので、評価版のままと言うわけにはいかないのでキチンと仕上げたいと思います。あすにでもケースに入れてデータ取りします。

セラミックフィルタ評価ボード(13)

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土曜日に作ったCFS455G搭載のフィルターモジュールの波形を撮りました。ユニバーサル基板使用と較べて何も変わらないです。再現性が良いと言うべきか、でも情けないです。CFS455Gの波形を撮るついでに、今までの評価ボード(ユニバーサル基板)にCFS455Jを載せて、波形を重ねてみました。CFS455Jの方ではスカートの裾の軽微な跳ね返りがあります。しかしこのCFS455Jは1個しか持っていないので、とっかえひっかえでチャンピオンを選べないのがつらいところです。


CFS455JとCFS455Gの定格は次の通りです。


           [CFS455G]       [CFS455J]

6dB帯域幅      ±4kHz        ±1.5kHz

80dB帯域幅     ±9kHz        ±4.5kHz

挿入損失       6dB           8dB

インピーダンス    2000Ω        2000Ω

セラミックフィルタ評価ボード(12)

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土曜日午前中から、レジスト、エッチング、マウント、ケーシングまで一気に行いました。基板は大昔に買ったガラエポ t=1.6mm、両面です。評価ボードに使っていたユニバーサル基板より少し小さくなりましたが、まぁよしとします。エッチングは名刺が入っていたプラケースを利用し、片手で妻のドライヤーを持ち、片手でゆさゆさと攪拌に努めました。


グリーンマスクを掛けてかっこよく仕上げたかったのですが、先週買い忘れてしまいましたので、昔よくやった全面ハンダメッキで仕上げました。スルーホールピンも無かったので、これもいい加減に何箇所かでジャンパーを両面ハンダ付けしておきました。基板とケースとは四隅のボルトナットで固定し、そのうち1組のみ金属で、他の3箇所は樹脂製を使いました。BNCコネクタもパネルで絶縁されるタイプを使い、基板上でグラウンドに落としました。IFTやセラフィルの近くに合計4個ある黒い部品は、パソコン関係でよく使うジャンパーコネクタです。このコネクタ部を取り外して、ヘッダー部にスペアナをあてればIFTの455kHzが容易に調整できます。

セラミックフィルタ評価ボード(11)

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このところ半期決算で帰宅が遅く、体もへとへとでblogの更新もままならない状態です。スペアナのお掃除をしてから一度も写真を撮っていなかったので、セラミックフィルタの評価ボードをネタに一枚。

せっかくなのでCFS455G 5個の手持ちを順番に測定してみました。結果として今までチャンピオンだと信じて疑わなかったサンプルが落ち、他のものが新チャンプになりました。


新しいボードを本日から起こし始めました。三連休の間にエッチングからマウントまで一気にやりたいです。

セラミックフィルタ評価ボード(10)

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昨日から子供が熱を出していたので、ハゼ釣りはお休みです。

フェライトコアのお遊びをしだすと、私の頭もオーバーヒートを起こしそうになりましたので、午前中はスペアナの管面を清掃しました。中古で手に入れて今まで、左上と右下の曇りがず~っと気になっていました。もしかしたら管がピンボケしているのではなくて汚れているだけ?と疑いながら、カバーとレンズを外すとビンゴでした。頑固な汚れをキッチンでゴシゴシしたらとってもクリ~ンになりました。るんるんです。


午後からは写真のセラミックフィルタユニットの図面を書いてみました。それに先立って、07M450を単体で、スペアナを見ながら調整したら今まで随分455kHzを外していたことに気が付きました。ユニット内の2個ともベストに調整しましたが、調整しなくてもユニットトータルの波形としてはさほど変わるものではありませんでした。


プリント基板の自作は随分遠ざかっていますので、うまく作れるかどうか不安です。

セラミックフィルタ評価ボード(9)

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FCZの特殊コイルに、今回使った10M455と並んで07M450という商品があります。これは10M455よりも一回り小さな7mm角のシールドケースに入っており、同社のホームページ説明文には「セラミックフィルタフォロー用、普通の455用としてもOK」と書かれています。コイルデータから、同調側を2kΩのセラミックフィルタ側とすると、リンクコイル側は計算により36.6Ωとなります。10M455ではとんでもない値になっていましたので、本日はこの07M450にIFTを換装して実験してみました。

結果は写真のとおりで、大変FBな波形が得られました。


muRata CFS455G 15pole high selectivity type

中心周波数:455.23kHz

6dB ±4kHz(5.46kHz)  かっこ内は実測値

80dB ±9kHz(7.37kHz)  かっこ内は実測値

挿入損失:-6dB(-3.7dB) かっこ内は実測値

帯域外減衰量:91.9dB(462.25kHz)、90.7dB(445.25kHz)


まだインピーダンスマッチングの追い込みが足りないのと、基板がユニバーサル基板で、IFTも空中配線なので、そのあたりをシッカリとすればあと5dB以上の積み増しも夢ではなさそうです。セラミックフィルタ評価ボードシリーズはひと通りの成果が上がりましたので、ひとまずこれで終了とします。アンテナフィルタの構成品として次のテーマはミクサかポストアンプなのですが、手持ちの測定器の関係で準備に時間がかかるかもです。

セラミックフィルタ評価ボード(8)

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妻が1階のリビングでテレビドラマを見ていることをよいことに、手早く波形を確認して見ました。パスバンド内のリップルの少なさはこれまでで最高でしたし、スカートの裾も左右バランスよくなりました。

しかし、通過損失と帯域外減衰量が大幅に後退してしまいました。抵抗をパラに入れてインピーダンスマッチングを取るのがまずかったのか、他に要因があったのか、またしばらく腕組みして考えることにします。

セラミックフィルタ評価ボード(7)

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今日のBLOGはやけに重たいので、写真は後日貼り付けることにして、本日は文章のみです。いま実験に使っているIFTですが、FCZの10M455だと思いますが、FCZのホームページを見ても字がつぶれて規格がよく読み取れません。それで困っていたらハッキリと読み取れるサイトがありまして、ここなんですがようやく計算に必要なコイルデータが判明しました。

それで電卓片手にポチポチやってみたら、随分とインピーダンスを外していることに気が付きまして、それならばと早速パラに抵抗を入れてみました。こんな時間からがたがたすると家族に申し訳ないので、計測は明日帰宅後に行います。普通にTrやFETの出力で受けていれば違ってくるのでしょうが、あくまでも評価ボードなので50Ωで入れて、50Ωで吐き出すことにこだわったのがいけなかったかもです。

セラミックフィルタ評価ボード(6)

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今日はグラウンドの強化と手直しを少しと、IFTをグリグリしてみました。昨日出ていたスカートのすその変な跳ね返りはかなり少なくなりました。しかしパスバンド内のリップルは強烈なままです。これはIFTとの相性とかなのでしょうか?

今日得られた波形でざっとデータを取ってみました。
-6dB帯域幅:8.000kHz←偶然! 仕様値:±4kHz
-60dB帯域幅:13.84kHz
シェイプファクタ:1.73
上側ボトム:-93.3dB(463.0374kHz)、下側ボトム:-97.0dB(447.8374kHz)

思ったよりも早く、帯域外減衰量が-100dBに近づきました。しかし、このリップルはなんとかしないと聞くに堪えられない音になるかも。もう少しIFTの調整の仕方とか、IFTの選定の仕方、あるいは特性を補完させるためのL,C,Rなど考えないとダメですね。

セラミックフィルタ評価ボード(5)

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入出力のポテンショメータを取り除き、代わりにFCZのIFTに置き換えました。IFTは基板に寝かせて、接続には抵抗のリードのきれっぱしなどを使う空中配線です。写真はIFTにしてからの波形です。少しリップルが立ち、スカートの跳ね返りもありますが、90dB近い減衰が得られています。あとはマトモな基板とケースに入れてIFTをベストに調整すればよさそうです。

CFS455シリーズの使用例

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何を今さらにセラミックフィルタの実験なんぞを始めたかといえば、使用受信機に対して、ルーフィングフィルタがもっと狭ければサイドがバサ付かなくなるのではと言う妄想からなのですが。NRD545ユーザーさんがひところその手の改造をこぞってされたことがありましたが、その後ウチの545は改造済みだと風呂敷を広げる方もなく、やはり私にとっては空虚な妄想に過ぎなかったのかとも思います。私も一応は545を持っていますが、改造方法を聞いて怖気づいた部類で、とうとう手を入れられませんでした。

日頃使っているWatkins-Johnsonではそのあたり、つまりルーフィングフィルタとかDSPプロテクションフィルタとか呼ばれる455kHzのフィルタが、どのように使われているのか回路図を眺めてみました。

上の図はその部分のコピーです。CFS455Bのインピーダンスは1500Ωです。1番ピンが入力ポートで、3番ピンが出力ポートです。2、4はGNDで、5がケースです。入力ポートには直列に2.2kΩ、並列に4.7kΩが入って合成抵抗値は1.5kΩです。出力ポートはそのまんま1.5kΩとなっています。

なぜWatkins-Johnsonは例えばIFTとか使って整合を取らなかったのかは不明です。そんなところでコストダウンを図るような部品でもなければ、受信機でもないわけでよくわかりません。おそらくはチップ抵抗でも要求スペックに支障なくて、むしろ将来的なウイークポイントを使うことを回避したとしか思えません。コイル、トランス類は断線しますので。

セラミックフィルタ評価ボード(3)

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案の定、昨夜はべろべろで早々に横になってしまいました。評価ボードの続きは今日の昼から行いました。一昨日まででやり残していた、ケース上ふたの調整棒用の丸穴を2ヶ所開けました。そして試料のフィルタを装着してケース上下をビス締めしました。

結果は一昨日と全然変わりませんでした。早い話、ケースに調整穴をあけただけ損したようなものでした。それでケースはオープンにしたままでIN側の抵抗値が1950Ωに、OUT側の抵抗値は2000Ωになるようポテンショメータを調整して、手持ちのCFS455Gを5個とも全部測定してみました。挿入損失のバラつきは1dB以内、リップルのバラつきは目で見て結構ありましたが測定せず、スカートのすそは1個だけすこしマシで、あと4個はあまり良くなかったです。写真は、その少しマシな個体の波形です。

このCFS455Gはアメリカの通販屋さんのストック品でしたが、どこかのユーザーが選別してアウトになったもののゴミではないかと思います。フィルタは個体によるバラつきが当たり前ならば、何個かまとめ買いして私たちも選別するより他にありません。この評価ボードでは帯域外減衰量は不満ながら、前述の基本的な波形(裾の形)、リップルの多少が簡単に見られたので、今後はフィルタの選別用に活用したいと思います。次は入出力用にトランスを作りたいと思います。

セラミックフィルタ評価ボード(2)

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今日は早く帰宅できたので、食後にセラミックフィルタ・ムラタCFS455シリーズ用の評価ボードを作りました。と言っても単に静的な特性を眺めるだけのものなのですが。配線に間違いないことを確認してから、ポテンショメータの可変に対して波形が変わることをスペアナで確認しました。抵抗値を大きく換えても基本的な波形はほとんど変わりませんでした。しかし通過帯域内のリップルや、通過損失は明確な増減が認められるようです。この評価ボードでは、ムラタのpdfにあるような、帯域外減衰量が-100dBなどとは間違っても得られず、フタを開けた状態でせいぜい-50dB程度でした。この写真撮影の後で、ホットメルトを使ってモールドし、取り敢えずの完成としました。あっそうそう、ポテンショぐりぐり用の穴を天井に開けるのを忘れていましたので、土曜日にでもします。明日は親睦会なので帰宅後は酩酊状態でやれないと思います。

セラミックフィルタ評価ボード(1)

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9日間にも及ぶ夏期休暇が終わって、今日から社会人も二学期が始まりました。いきなり仕事が忙しかったので、大アクビなどする暇がありませんでした。ここしばらくは忙しくても、例年ですと9月はヒマなんで、早く帰宅して自作でもシコシコと考えています。今日からIFフィルタの評価ボートと言いますか、アンテナフィルタ現代版の製作に掛かりました。まずはごく単純にセラミックフィルタの入出力インピーダンスを確認し、その後でマッチングトランスを考えて見ます。写真はただ置いただけの、ムラタのCFS455Gとmax3kΩのポテンショメータです。あとパネル絶縁取り付け用のBNCも。

セラミックフィルタ

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ムラタのセラミックフィルタCFS455シリーズの揃い踏みです。左から、CFS455D、E、G、Jです。規格は6dB帯域幅で、D=±10kHz、E=±8kHz、G=±4kHz、J=±1.5kHzです。私の使用受信機Watkins-JohnsonのHF1000AのルーフィングフィルタがやはりムラタのCFS455Bで、規格が=±15kHzなので、そのあたりでちょっと考えています。CFS455シリーズは、同社のCF*455シリーズの中での位置付けは最上位で、15エレメント・ラダー型の高選択度タイプとのことです。このシリーズは販売完了から久しく、国内ではあまり見かけません。この写真の中ではEタイプのみ国内で、他はアメリカからの個人輸入です。
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