アナログ高周波回路、設計4課 [無断転載禁止]©2ch.net
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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。 前スレの話題が面白そうなので、再度貼っときます。
0992 774ワット発電中さん 2017/04/16 11:29:43
すみません、教えてください。
同軸ケーブルに、そのケーブル長よりもかなり短いパルスを入力したとします。
そのパルスは入力端から終端（前方）に向かって進むと理解しているのですが、
例えばそのパルスがケーブルの真ん中まで進んだその瞬間について議論するとします。
その時、そのパルスは引き続き終端（前方）に進んでいくイメージなのですが、
なぜ後方（入力端方向）には進んでいかないのでしょうか？
2 ID:Y/lPIy56
0993 774ワット発電中さん 2017/04/16 12:32:14
>>992
まだ前進してる途中で、終端まで到達していないから
この時点では、まだ前進するためのエネルギーしか
得ていないと仮定している
言いたいことはわかるが、そういうものだと仮定して
物理モデルを簡単化して考えているんだよ
ID:S9nP7fYJ(1/2)
0994 774ワット発電中さん 2017/04/16 12:36:41
そういえば、ここで質問するやつらってたいてい何も反応返さないね
質問責めしといて、いつのまにかフェードアウトするやつもいるし
ID:S9nP7fYJ(2/2)
0995 774ワット発電中さん 2017/04/16 12:37:03
>992
なぜ途中で引き返すのか？
ID:zNGii6tg
0996 774ワット発電中さん 2017/04/17 07:02:02
>>992
反射はインピーダンス変化点で起こる
ケーブルが完全に一様なインピーダンスならば途中での反射は起こらない
もしケーブルの途中にキズとかが有る場合はそこでそれ相応の反射が起こる
こういったことはTDRを使えば簡単に確かめられる
1 ID:UGzDggnK
0997 774ワット発電中さん 2017/04/17 21:09:44
>>996
たぶんそれを理解した上での質問だと思う
(ただし机上の理論だけで実物を見聞きしたことは無さそうだけど)
ID:ftCsAS7W(1/3) 水面の波紋のように、
何か問題がなければ、進行方向を変えないんじゃないかな。 >>7
光の場合、粒子（光子）をイメージすると、その進行方向の情報も光子に保存されてそうなんですが、
同軸を伝わるパルスの場合、その進行方向の情報はどういう形で保持されているのでしょう。
1. 終端に向かって進んでいるときの同軸ケーブルの中央到達時点での電界と磁界、
2. 終端から全反射して戻ってきているときのケーブルの中央到達時点での電界と磁界
1と2の様相は異なるのでしょうか。 磁界と電界の変化に意味があるので止めてしまってはまずいんじゃないの ああ、これは同軸の中に限定しないで良いね。ＴＥＭ波だし
つまり自由空間中の平面波が右からやって来てあるポイントに到達したのか、
それとも左からやってきてあるポイントに到達したのかは違いがあるのかと
いうことか。
質問者の前提知識が不明なのでとりあえずどこまで説明していいか解らないけど、
電磁波は電磁現象の一つなので、マックスウェルの方程式に従って伝搬する。
この方程式は４式あるが、信号源以外では下のように簡略化できる
∇×Ｅ＝−∂Ｂ/∂ｔ
∇×Ｈ＝ ∂Ｄ/∂ｔ
これは「ある場所での電磁界の時間変動は、その点の近傍の電磁界から得られる」
という式で、∇は「前後左右上下の各方向」を一言で表す記号。
だから電磁現象を表す計算式そのものにちゃんと位置情報が含まれているのよ >>10
ありがとうございます。
この解説でとても納得しました。（というか実はマックスウエルの方程式を一部誤解していました） そんな難しいことじゃなく慣性と同じで何の原因もなく突然逆方向に進んだりしないというだけ ６，１０，１１は自演だろ。
常識で考えて、インピーダンス一定の場で、波が反射しない事を疑問に思う事自体おかしいし
だいたい、そんな摩訶不思議な世界なら、同軸に電池を繋げただけで電圧が無限に上がるだろｗｗｗ
それ位頭のおかしい奴が「∇は「前後左右上下の各方向」を一言で表す記号。 」
とか言われて納得出来るのかよｗｗｗ いや、反射するようなインピーダンスの不連続部がなければ波はそのまま
進んでいくだけだろというのはその通りとしか言いようがないのだが、
>8を見て質問者の疑問点がわかったというだけのことだよ。
例えばFDTD法で波の伝搬をシミュレーションするとよくわかるというか、
「体感できる」のでオススメである(電気系の学部生っぽい感じなので) >>15
普通の生活でさえ波が逆向きに移動するなんて滅多に無いだろうに。
なんで疑問が発生するのか意味不明だな。自演としか思えないｗｗｗ >15
自演乙
なんで自演認定に必死なのかな？
前スレの質問に囚われすぎじゃない？（あれで回答したらそりゃエスパーだけど）
実のところ質問者は適切な問題設定が出来ていなかったので、それは忘れて>8だけ読んだ方がいいよ
その上で冒頭に振り返るなら、なぜあのような疑問の提示になったかは判らないでもないけど >>16
なんで忘れなきゃいかんのか意味不明だな。
仮に>>8だけだとしても、同軸のパルスは電子の移動なんだから、インピーダンスの変化が無いのに
逆向きに移動を始める発想になる訳が無い。
もしなると言うなら理由を述べよｗｗｗ いや電磁波の伝搬は電子の移動とはちょっと違う
電子はそんなに速く移動できない >>18
同軸の中で動いてるのは電子以外に何があるんだ？
海辺の波だって、波と同じ速度で水が動いてるわけじゃない。
そんな小学校レベルの話を自演してたのか？ >>19
＞同軸の中で動いてるのは電子以外に何があるんだ？
電磁波が伝搬してるんだよ
電子は電場の変化により振動はするけれど高周波によって「移動」はしない
電磁波→電子が吸収→電子が電磁波を放出→（繰り返し）
常識の通り電磁波は伝搬するのに媒体を必要としない、でも何故か電子と仲良くしたがる エネルギーは質量と等価だということくらい理解して欲しい ttp://www.geocities.jp/signalintegrityjp/signal-prop.htm
自演認定君はここでも読んで勉強しよう。
まあそれ以前に、平面波で済む話だったので同軸やら電子云々はどうでも良くなったんだけどね >>21
振動ってのは移動と何が違うんだ？
>>23
質問者は同軸を指定してるんだが？
なにがどうでも良いだよｗｗｗ >>24
お前がチンコをシコったとしてチンコは「移動」するか？
少なくとも俺はそういうのは「移動」とは呼ばないなあ >>13
反射反射言ってるのはお前だけ。
「常識で考えて」などというのなら、なぜ入射したパルスが前方に進むのか大学入学レベルの人間にわかるように解説してみてくれ。 >24
質問者は同軸特有の現象について知りたいわけではないというのが判明したので、平面波で説明したところ納得してもらった。
だから、もう同軸云々はどうでもよい >>25
皮は移動するだろ。
電子は移動する事によって磁界を発生する。
交流を掛ければ当然シコったのと同じ状況だな。
>>26
「大学入学レベル」にも色々あるんだろう。お前くらいだと無理だな。
>>13が理解出来ないんだろ？小学校からやりなおせ。 ありゃ、まだ続いてたんだ
質問者そっちのけでおまえら何やってんだよ…
最初に回答した者だけど見てるこっちまで恥ずかしくなってくるわ
質問者はすでに納得してるみたいだし、もういいでしょ もう11で終わってるし、質問者は賢明なことにダンマリだから今はエクストラミッションだよ
なんだか一人オカシイ人がいるから、単に荒しの類いかモノを知らんだけなのか確かめようという >>2
brainfuckもどきめ
コンパイラも用意しとけや 教えてください。
0.5mmピッチのカード電線で、50Ωになっているものはあるでしょうか?
極細の同軸ケーブルは見たことがありますが、カード電線では見たことがないのです。
例えば、同軸1 同軸2 通常の信号線1 信号線2 信号線3 ・・・・ とかだと、
泣いて喜んででしまいます。
宜しくお願いします。 >>32
50Ωは見ないけど100Ωなら広瀬に会ったような気がする 質問いいでしょうか
コモンモードの対策で同軸ケーブルにコアを入れたりしますが、
直接コモンモードチョークを50Ω系の線路に入れるのは、やらないのでしょうか?
例えば基板の入り口の同軸コネクタ直近にTDKのACMとかACTを入れます。
コアに巻くより減衰量が大きく出来るとおもうのです。
どうでしょうか >>34
その50Ωというのが何を意味しているのか考えるといい。 >34
コモン対策のチョークは、先に必要とわかっていれば入れることもある。
大概の技術者は、EMC設計などせずに作ってみたらダメだったとなるので、後付けで入れる余地がないとケーブルにしか…となる 単芯同軸ケーブルは不平衡なので、この同軸ケーブルをコアに通しても
コモンモードノイズをキャンセルすることは出来ない。
ノイズ低減よりも目的信号の減衰やインダクタンス増加の害が大きい。
まともな技術者だったら不平衡同軸にコアを後付けするような事はしないだろう。
EMC強化を要する伝送系では平衡ラインを用いて受端で複巻チョーク
（TDKのACMとかACTなど）を通過させる手法が多用されている。
平衡回路と不平衡回路を理解していないと伝送ラインのEMI対策は出来ない。 コモン/ディファレンシャルと平衡/
不平衡の話は…まあ、定義論争になりそうだから踏み込まないようにしたほうがいいか。
同軸外導体とグランド板間のモードをコモンと呼んだ時に？？？となるひとは大概駄目 その同軸ケーブルをシールド線としか使っていないようなケースもあって、
そういう場合だと、コモンモードチョークを入れることもあるんじゃないかと。 あるのだが、それだと50Ω(以下略)という
同軸外皮は普通GNDなんだから、追加で接地してしまって良いという点も考慮されたい そうすると、
高周波を伝送している同軸ケーブルに、コモンの対策を入れたい時は、
どのようにすれば良いのでしょうか?
あくまで同軸をコアにグルグル巻くしかないのでしょうか? 同軸とかシールド線みたいな構造だと、外皮胴体の内側は磁界がゼロ。だから、
外部からノイズがくると外皮だけに電流が流れるノーマル・モードになる。
信号源側で両方に同相ノイズを載せてしまってるようなら、トランスで切るなり、
差動で受けるなりすればいい・・ってなりそうだけど、そもそも同軸って外側を
接地して使うのが基本だから、これまたノーマルモード扱いになるだけ。 ｹｰﾌﾞﾙの同軸遮蔽減推量を疑うのが先だが、
大抵は末端処理の問題だな
あと何MHzのノイズを対策したいのか、で話が変わる
波長30cm以下のUHF帯は殆どコアの効果が無い で、>42は同軸外皮に電流が流れるのをノーマルモードと読んでいる訳だが、
自分なら外皮と大地間のモードをコモンと認識する
まあそれは対話を困難にはするが物理現象はそれぞれ同じものを考えているので、
？？？となりながら同じ対策をるかもしれない。
処で、元質問者はコモンモードと簡単に言っているが、どのような構成でどこからどこに
どんなノイズが乗っているのだろうか？
そもそもコモンモードなのか？ >>41です。
みなさん、ありがとうございます。
同軸は確かに芯線と外皮では磁力線は均等にかかりませんね。よくわかりました。
コモンモードとは言い過ぎだったようで反省しています。
例えば、
基板1.コネクタ1========(同軸)==============基板2.コネクタ1
基板1.コネクタ2========(DC12V電源)========基板2.コネクタ2
という接続で、同軸の外皮は電源GNDと共通です。
電源のリターン電流が、同軸の外皮から戻るのを防ぎたいです。
同軸の信号は微少で、1500MHzくらいまで含むパルスが通ります。
電源のリターン線が細く(太く出来ない)、
同軸あみのほうがリターンが流れやすいので、困っています。
同軸のGND側にフェライトビーズを入れるのも辺だと思いますし。 そういう内容なら電源を対策しないとダメよ
同軸はコアでも巻くしかないね
※続けるならEMCスレの方が適切と思われ Tri-axial の 日本語表記って トライアキシャル が多いよね？ >>49
>>45は何のことをそのカタカナで言おうとしたんだろうって。
>そうでなかったら、なんと読むの?
俺が見たことがある他のカナ表記はトリアキシャルぐらいです。 教えてください。
チップ抵抗のようなアッテネータを使おうと考えています。↓このようなやつです。
http://www.susumu-usa.com/pdf/Foot_Print_38.pdf
この場合、======(ストリップライン)=====この部品======(ストリップライン)======= という感じで、
50Ωを意識するのですが、
この部品の真下のパターンも、ストリップラインと同じように、GNDにすべきなのでしょうか? 波長に対して十分短いパターン長であればストリップライン含めて整合設計せず最短結線する
無理に50Ω設計すると異様に線幅が細くなるので >>54
ありがとうございます。
波長に対して十分短い時は わかりました。
そうでないとき、つまり本来すべきのは、どうでしょうか？
減衰器の下もGNDパターンを引くのが正しいのでしょうか？ ATTに限らずだが、一般にその部品が50Ωとなる設計条件に合わせる
例えば、評価ボードがロジャースの○○で厚み0.51mmのを使って背面ベタの50Ω線路だったらその通りに合わせる。
なぜなら、たとえばATTの中身は、損失性の線路がTやπ型のネットワークを構成してるのであって、
その特性はある基板上の、GNDからの距離が管理された状態で特性を調整されているからだ。
というのは、マイクロ波とか10GHzとかそんな周波数の話。
低い周波数ならあまり気にせずに下の面をベタGNDにしておけばよい フレキシブルケーブルの伝送路にEMI低減のために黒いペイントのシールドをしたものを見かけますが、
あれって伝えたい信号が減衰したりインピーダンスが狂ったりとかしないんですかね？ >>57
差動ラインに、フェライトコアと同じ理屈では? >>58
やっぱり波形なまりますよね。
ググってみているのですがシールド塗料についての高周波特性（挿入損失）の情報を見つけられずにいます・・・ その辺は防衛機密に近いからね、NDA交わさないと何も出せないって言われるよ。 >57
同軸？
だったら、外導体の外側は何がどうしても一応中には関係ないが MSLだと片面だから、シールド塗料もGND裏だけ？
ならまあ関係ないか。
両面GNDのトリプレートなら更に関係ない
MSLかつ線路の上に謎塗料で蓋してたら嫌な感じだなぁ プリント基板にエッチングで、ストリップラインを作りました。
このストリップラインのインピーダンスを測定したいのですが、
高価な測定器(TDRやネットアナ)はないので、趣味レベルで測れる良い方法はないでしょうか?
周波数は、〜1GHzの範囲です。
CとLを測定して計算で・・・とも思いましたが、
Cはテスターで何とかなりそうですが、Lを測る物がないです。
TDRのようにパルスを入れて、反射波形をオシロで見ることができれば良いのですが、
1GHzのオシロもないです。 目的のアプリケーションは何？
作る前に仕様と評価について考察しなかったんだ。 ・アマ用で10万しないくらいのPCネットアナがあるのでこれを買う
・vswr測定器を買う 軽く「〜1GHz」とか言っちゃうくらいだからなぁ。
「反射波をオシロで見る」とかいっても、多分プローブを付けることもままならないだろう。
たとえ波形を見ても一体何の波形を見ているのかわけがわからなくなるのがオチだし、
そんな波形に基づいてチューニングするより、計算結果を信じて作っておいたほうが
正解に近いんじゃねえのかなぁ。 >>68
ありがとうございます。
確かにプロービングが難しそうですね。
実際、プロのみなさんが、基板上ストリップラインを作った時は、線路インピーダンスは実測するのでしょうか。
長さ30センチとかだと測定するけど、
3センチ程度ならいちいち測定しなくてもいいかもですね。
ありがとうございます 1GHで30mmじゃコネクタとの接続部による反射が圧倒的なので、まあ測ると言えば測る 1Gぐらいだと、オシロ繋ぐときは普通はマッチング取って繋ぐだろ？ 1GHzつったら時間軸では1nsecだね
これは趣味レベルじゃ実測はかなり無理めだな
インピーダンスマッチング取ろうにもインダクタンスは数nHオーダー、容量は数pFオーダー
だいたいの目安としてパターン長1mmで1nH、1mm角の面積で0.2pFぐらい
回路シミュレーションソフトの計算値を信じるしかない
1GHzくらいだったらほぼ実測に近いよ >1mm角の面積で0.2pFぐらい
これって、直下層との間隙の値によっても変わりません? 変わるよ。
ただ、それがどの程度の影響なのかは自分で計算してみるといい。 ありがとうございます。
FR-4 ε=4.3 隙間0.2mmで、0.19pFでした。
ピッタリですね。
覚えておこうと思います。
ありがとうございました。 他の板から来ました。電気は全くチンプンカンプンですが、教えてください。
ループコイル、ダイオード、コンデンサ、電流計、の無電源の電界強度計回路で
電波の強さによって電流計の針が振れるのを知りました。
例えば昔のガラケー電話の近くに、この電流計回路を置くと、針が振ると思います。
この「針を振らせる力」は携帯電話の電波だと思います。
現在のような拡散ではなく、単一周波数の場合です。
質問ですが、
1. この検波回路付き電流計を、その携帯電話の周囲に100個置いても、それぞれの針は振れるでしょうか?
携帯から電流計までの距離は充分離れている物とします。
2. もし振れるとしたら、その100個のおかげで、携帯基地局に届く電波の強さは弱まるのでしょうか?
3. もし上記2.が弱まるとしたら、
例えばアナログ時代のテレビ電波は、東京タワーから私の家まで届く電波は、
その間にある他人の家のアンテナが電波を吸収してしまって、
途中の家が無いときと比べると、弱まるという事でしょうか?
よろしくお願いします コンサルタント呼んでお金払って調べてもらうレベルの話だね。 >>77
エネルギー保存則から当然そうなる
しかし、電波は回り込むから、大きなビルで遮ったりしない限り
家庭用のテレビアンテナの後が弱くなったりはしない。 >77
電波は、放射源から四方八方に広がっていく
その拡散した電波が、遠方まで(広がった分だけ弱くなりながら)伝わり、受信機に拾われて再生される訳だ
検波回路付き電流計というのは、つまり受信機の一種であり、送信機から飛んできた電波を吸いとってるの。
例えば、送受信間に立ちはだかるように別の受信機を置いたら、その先は電波が無くなっちゃう。
でも、元の電波は四方八方に飛んでるから、関係ない方向の電波をいくら吸いとっても、目的の方向ち違えば痛くも痒くもないよ 輻射電力と受信で消費される電力が違いすぎるのが大きい
輻射電力 50〜100kW Q=1、電力計の消費電力 数mW〜数10mW程度と勝手に仮定すると
空中線から50kmの距離の円周314km、電力計の幅10cmなら314E(3+2)/10は3140E3 (円周上に3140E3個ならべられる)
輻射電力100kW/3140E3≒0.03W 30mWだから針は振れることになる
と思うけど？ これの2port法でQを測ろうとしてるのですが(測定対象はHF帯の共振器)、
ttp://www.sonnetsoftware.co.jp/support/tips/how2meas_Q/
疎結合のところで難儀してます。
測定の再現性はどうやって確保されてますか？
適切な冶具を用いて疎結合の再現性を高める位しか手が無いのでしょうか？ 粗結合で安定させるのは難しい
再現性を求めるなら、予め粗結合になっているようなギャップを有する
マイクロストリップ線路の基板を用意して、それをTRL校正するとかね
あと、2portで測らずに、1portで直結して対地に落とした特性を見るとか >>83
実は2port法で使う片方は常設のBNC端子なので(もう片方が疎結合の仮設)、
そちらで1port法した方が再現性が高い気がしてきました(気のせいかも)。 1port法プラスバランで何とかなりそうな気がしてきた。
でも計測用のバランなんて売られてるものなのかな？
>>84>>85>>88
共振器って事で御勘弁を 詳細が言えない(つまり商業か学術か)なら、
粗結合とかじゃなくて直結して配線込みのシミュレーションと比較するとかね >>79,80
君は本当に専門家なのか?
電波の波を吸い取るという考えは基本的にありえない。100個の測定器があったとしても。
スマホと基地局の間に存在すればそれはたんなる障害物というだけ。
無線通信では共振現象がともなうので普通はエネルギーの保存則の話はしない。
ちなみに現在はガラゲーよりもスマホや地デジのほうが出力エネルギーは極めて大きい。
通信データ用の帯域が広いから。帯域の広さはパワーに比例する。
しかもWCDMA/LTEなので多数のスマホが同時通話すると電波が重なるため
空間エネルギーが危険なほど恐ろしく増大する。
検波回路も単純なAM用ではほとんど受信しない。スマホ基地局電波から発電する場合
AM検波では無理。IQ直交変換で帯域も広いから。 >91
隙間だらけだから、100台置こうが距離があれば実質的には影響ないという話をしたいのか、
ある開口面の空中線が、到来した波を(多少の漏れは無視したとして)受信するのが理解できないということなのか >>91
>通信データ用の帯域が広いから。帯域の広さはパワーに比例する。
>AM検波では無理。IQ直交変換で帯域も広いから。
帯域ていうのは間違いじゃないにしても何か違うような
パワーがあるから帯域が広いんじゃなくて、帯域ていうか数が多いからパワーがあるんでしょ？ 結論として、勉強はしてるが理解できてないというFA? >>91
帯域が広いのとAM検波とかIQ直交は関係なくね？ >>91
うーん、なんか散漫すぎて読みにくい文章だ
真偽のほどは判断しないけど、
知ってる単語と表現をつなぎ合わせて
ムリヤリ話に参加しようとしてないか？ 結局、TV塔から途中にあるアンテナは、電波を吸って、遠方には弱まるのでしょうか? 弱まるかどうかと言えば弱くなる
でもアンテナが吸収するエネルギーは極めて少なくて無視できる範囲の減衰量だろうと考えてる議員に投票する
広い運動場に聴衆が1人の時と1000人いる時とで鼓膜を含む人物による音源からの音波の吸収反射の程度と騒音レベルは異なるが
どちらの場合でも音圧レベルはほぼ理論とおりに減衰してくことからもエネルギーていう観点では同じよう減衰してくのだとその議員は思ってるだろうしキミも思えるだろうと思ってろ 電波を吸うのはアンテナだけじゃない、物質に電波が当たれば吸収が起きる
ビルのコンクリートや鉄筋だって吸収する。
通常のアンテナがそう言った吸収に比べて特段多く吸収すると思えない。
もともと1/r^2で減衰すると考えられているので、
その減衰の中の一部と考えて良いんじゃないかな。 まだアナログの頃のUHFだけど別の部屋でTV見るため
既存のアンテナの同じポールの50cm位下にもう一つアンテナを取り付けたら両方うつりが悪くなったことがある 結局離れたところに立てなおしたな 離れすぎちゃかわいそうだから近づけてあげたら強く惹かれるようになったみたい
付かず離れずランバダ0.6がいいみたい
やっぱりラテンだね ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
