再び丸を書く。今度は miniVNA PRO + Vine Linux 6.1 + linsmith

図１　miniVNA PRO の測定結果を linsmith に読み込んで表示

いろいろあって、買いました。miniVNA PRO。
miniVNAというのは、誤解を恐れず平たく言えば、ラジオ周波数でのインピーダンスが測れる測定器です。
この測定器は電源、リセット以外の操作のボタンは無く、データを表示する機能もないので
パソコンで制御とデータの取り込み処理を行います。
そのためのソフトで vna/j というのがあるのですが、
このソフトのマニュアルには Linux版 の開発は終わったと書いてありました。
それは残念！と思ったのですが、これって Java なんですよね。
JRE がインストールされていれば Linux でもと思い、
試しについないでみたら動いたので遊んでみました。
キャリブレーションのあと、手元にあった5D-2V 3m長のケーブルの一端に100Ωの抵抗をつないで
測定してみました。簡単ですね。あっけない。
MFJ-259Bで時間をかけて測定したインピーダンスも、この機械にかかれば数秒です。
しかもリアクタンスの極性も判るし。ということで測定の結果は以下、図２，図３の通りです。

図２　vna/j を Vine Linux 6.1 で動かした時のスクリーンショット


図３　vna/j を Vine Linux 6.1 で動かした時のスミスチャート

折角なので測定データを linsmith で読み込んでみました。それが図１です。
ちなみに同じような測定をMFJ-259Bで実施した様子はhttp://ham-jq1qnv.blog.so-net.ne.jp/2012-07-02

Vine Linux はバージョンが 6.1 、 カーネル 3.0.77 、JREは java-1.6.0-sun 、
vna/j は2.8.6c です。

 最後に、これから初めて miniVNA を購入されるかたへ一言。
ぜひキャリブレーションキットも同時に購入されることを勧めます。
VNAを使ったことのある人にとっては当たり前のことでしょうが、
キャリブレーションのデータが無いと、測定のステップに進めません。
自作も可能だとは思いますが、同時に購入された方が購入後すぐ測定作業に進めます。
私はVNAを使ったことが無く、あまり深い考えもなくとりあえず同時購入しましたが、
買った後でこれが正解！と気づいた次第です。^^;

10mグラスファイバーロッドで使用する 50MHz用コリニアアンテナの製作

ちょっと前に、50MHz用のコリニアアンテナを作った。
10mグラスファイバーポール用。
海外との交信もできた!。(もっともEスポのおかげですが)

製作記事↓
https://jq1qnv.sakura.ne.jp/body//6m_collinear_ANT/6m_collinear.html

同軸ケーブル 3D-2V の短縮率測定

 アンテナ製作の過程で、ケーブルの短縮率を測定したので、
その結果を以下に示す。

測定日:2012-05-03    
測定器:   
     SWRアナライザ    MFJ-259B
     ディップメータ    LDM-815
     周波数測定    VR-500
被測定物 :  DAIYU DENSEN 3D-2V   全長:4m     

測定器にて共振周波数を測定(②)、②から、③を算出(③=300/②)
推定される波数(①)から、共振時の長さ(④)を算出、ケーブル長さと比較する。
なお、MFJ-259Bはリアクタンスが最低になる時点の周波数、
LDM815 はディップ時の周波数をVR-500 で測定した。

測定結果

		①	②	③	④(=①×③)
	測定条件	共振波数	周波数	波長(真空)	共振長(真空)	ケーブル長さ	短縮率
		λ	MHz	m	m	m
LDM-815による測定	先端開放	0.25	11.55	25.974	6.49	4	0.62
MFJ-259Bによる測定	先端開放	0.25	11.8	25.424	6.36	4	0.63
LDM-815による測定	先端開放	0.75	35.2	8.523	6.39	4	0.63
MFJ-259Bによる測定	先端開放	0.75	35.6	8.427	6.32	4	0.63
LDM-815による測定	先端短絡	0.5	23.3	12.876	6.44	4	0.62
MFJ-259Bによる測定	先端短絡	0.5	23.4	12.821	6.41	4	0.62
LDM-815による測定	先端短絡	1	46.86	6.402	6.40	4	0.62
MFJ-259Bによる測定	先端短絡	1	47	6.383	6.38	4	0.63

 

規格だと、67%のようだが、実測だと63%になった。
異なる2つの方法で測って同じ結果になっているのでたぶん間違ってはいないと思う。

 

 

 

MFJ-259B でリアクタンスを計測する場合の注意点

3D-2Vの一端に100Ωの抵抗をつけて、周波数を変えながら
MFJ-259B でインピーダンスを測定してみました。(下図参照)

被測定物：3D-2V DAIYU DENSEN  全長4.8m
　　　　　抵抗 100Ω  測定周波数範囲に於いて、
　　　　　抵抗単体のリアクタンスはゼロでした。
測定範囲：10〜60MHz　定SWR円上を2.5回転していると思います。

いかにも「実測しました！」みたいな書き方になっていますが、
本当はリアクタンスの極性まではわかりません。
ただ、教科書(*1)によるとスミスチャートでは送電線上で変化するインピーダンスは、
定SWR円になるとのことなので、上記の実験の予想としては、Zo=50Ωが円の中心で、
X=0Ωの軸上のR=25ΩとR=100Ωが通る円(SWR=2.0)のどこかの点と言うことになります。
また、今回のようにケーブルの長さが一定で、周波数を上げながら測定した場合は、
位相的には負荷からだんだん離れる方向に行くので、
インピーダンスは上記円上を時計回りにぐるぐる回ることになります。
今回の実験の場合、実測値が25Ω付近でリアクタンスがゼロであれば、
SWR円の左側の交点に相当しますので、こが判れば少し周波数を上げてみて、
リアクタンスの値が上昇するので、SWR円の右回りに沿って
インピーダンスをプロットしていけば、
リアクタンスの符号(+)も含めたインピーダンスが判ります。
実測値が100Ω付近でリアクタンスがゼロの場合、SWR円の右側の交点に相当しますので、
そこが判れば少し周波数を上げてみてリアクタンスの値が上昇するので、SWR円の右回りに
沿ってインピーダンスをプロットしていけば、リアクタンスの符号(-)も含めた
インピーダンスが判ります。
リアクタンスがきちんとゼロにならない場合は・・・・
ちょっと悩みますね。

ここで、前述SWR=2の円がX=0Ωを通過するときのことを観察すると、
円の右側を通過するときは誘導性→ゼロ→容量性と変化して行きます。
ところが、MFJ-259B の取扱説明書では周波数を上げてリアクタンスが下がれば容量性、
上がれば誘導性と書いてあり、前述の「誘導性→ゼロ→容量性」とは
明らかに逆となります。(一方、左側では取扱説明書の記述と合致します。)
ケーブルのみの簡単な構成のものだと、上記のように推定が可能ですが、
共振回路が複数段つながるような回路では、インピーダンスの軌跡がミズスマシの状態に
なりますので、取扱説明書の方法ではリアクタンスの極性は特定できないことになります。

どうも、MFJ-259B では、コンデンサ単体、コイル単体か、
単純な１次の共振回路とみなせるようなものでないと、リアクタンスの極性の推定は難しく、
たとえば、波長の影響が無視できるくらいの十分短いケーブルか、
あるいは正確に1/2λになる電気長のケーブルに繋いだアンテナで、
共振点付近の特性を調べるといったような使い方で無いと、
リアクタンスの極性の特定まではできないようです。

もっともMFJ-259B は万能インピーダンスメータではなく、
アンテナを対象とした測定器なので、妥協して使う必要はあります。
それでもケーブルの電気長は簡単に計れますし、ケーブル上の障害(断線・短絡)を
見つけるのにも活躍しますので便利な測定器であることにはちがいありません。
(とフォローしておきます。）

(*1) 高周波技術センスアップ101 広畑 敦 著 CQ出版 p106

PSK31アイドリング時の送信出力とIMDの関係

IC-7400でPSK31を運用する際のALC表示とIMDの関係を調査した。
また、PSK31のアイドリング時の信号波形の特徴から、
定格出力とアイドリング時の出力の関係を考察してみた。

 https://jq1qnv.sakura.ne.jp/body/psk31_acl/psk31_acl.html

インピーダンスを定性的に説明することに挑戦してみた。

インピーダンスと言うのは波動現象の時に現れる抵抗成分です。
以下、送電線を伝わる波動を例にとってインピーダンスの説明をします。

1.送電線を伝わる波動

送電線を伝わる高周波信号は波動として扱えます。
波動の性質は、電気の場合、電圧と電流が一定の範囲で振動すること、そして、それに加えて、エネルギーを下流へ伝達することです。
振動なので、振動の媒体となる電線の中の電子とかの荷電粒子はある位置を中心に行ったり来たりで、どちらか一方に進んだままになったりはしません。
一方、エネルギーは下流へ下流へと流れていきます。反射が無ければ一方向に進んだままになります。
繰り返しになりますが、波動と言う現象の不思議な振る舞いは、波動の媒体そのものはその場で振動しているにもかかわらず、エネルギーは一方向に流れていくと言う点にあると思います。

それから、このエネルギーはバケツリレーのように、経路をたどって下流へ流されます。中間経路を飛び越えて伝わると言うようなことはありません。ワープなどと言うことはないのです。
波動を上流と下流に分断するような想像上の断面を考えたとすると、断面を境にした上流と下流の間でエネルギーのやり取りが行われています。
その断面よりずっと下流や、ずっと上流のことはその位置では判りません。判るとすればその断面まで経路に沿って伝わってきた情報が上流と下流とでやり取りされるだけです。
言い換えれば、波動を任意の位置の断面で観察すると、ごく狭い範囲の隣接する上流と下流の関係でしか無いと言うことです。
送電線の場合は電気回路ですので、その断面で上流から見た下流が「抵抗」に見えるのか、「コンデンサ」に見えるのか、「コイル」に見えるのか（あるいはその複合）ということが、議論になります。あくまでもその断面での情報しかないのでその先のことはわかりません。
（たとえは、送電線が永遠に続いているのか、整合された負荷で終端されているのか等）

2.下流側につながれた電気部品のエネルギー授受

コイルやコンデンサは、電圧や電流を与えると、それらをエネルギーとして蓄積することが出来ますが、消費することは出来ません。
したがって、コイルやコンデンサに高周波電流・電圧を与えると、電流や電圧の上昇に伴い、一時的にはエネルギーを受け取り、蓄積しますが、電流・電圧が下降するときに、電圧･電流のバランスを保つために、蓄えたエネルギーを上流に戻してしまいます。高周波電流・電圧は一定サイクルの振動ですので、その繰り返しとなります。
つまり、上流(高周波電源)と下流(素子)の間でエネルギーの蓄積と放出を繰り返すだけで、素子が一方的にかつ継続的にエネルギーを受け取り続けることは出来ません。
一方、抵抗は、電気エネルギーを蓄えることは出来ませんが、受け取ったエネルギーを熱などに変換して消費することが出来ます。エネルギーを貯めこんでお腹いっぱいになることはありません。
したがって、継続的にエネルギーを受け取り続けることが出来ます。

3.送電線のモデル

送電線を電気的なモデルに置き換えた場合の電子回路は、コイルと、コンデンサと抵抗で示すことが出来ます。前述でバケツリレーの話しを出しましたが、このモデルの場合、コイルやコンデンサで構成されたバケツが、一列にいくつもならんだ状態となります。また、このモデルの場合、抵抗も要素として存在しますが、この場合の抵抗は損失であり、無くてもモデルとしては成り立ち、波動の説明は出来ますので、抵抗は無いものとして考えてください。

4.送電線を伝わるエネルギー

送電線はエネルギーを送ることが出来ます。それも継続的にです。
前述のように並んだバケツに次々とエネルギーが伝えられていきます。
送電線上の任意の位置で、上流と下流に分断するような想像上の断面を考えた場合、もし、エネルギーを受け取る下流のバケツが、送り手の上流側に対して「コイルやコンデンサのような素振り」をみせたとしたら、2.で説明したように、上流側が渡そうとするエネルギーは下流側のバケツで一時的には貯め込むでしょうが、継続的に受け取り続けることは出来ません。
上流側からはコイルやコンデンサに見えるので、エネルギーは上流と下流の間を行ったりきたりするだけで、エネルギーの伝達は差し引きゼロになってしまいます。これではエネルギーを送り続けることは出来ませんね。それなので、受け取る側の下流のバケツは自分自身がコイルやコンデンサであるにもかかわらず、「抵抗のような素振り」を見せてエネルギーを受け取ります。そしてそのバケツ自身はコイルやコンデンサなので、受け取ったエネルギーを消費するのではなく、今度はさらに下流のバケツへと伝えます。そして、それを受け取った下流のバケツは上述と同じようにさらに下流へとエネルギーを伝えてきます。
そうやって、送電線には継続的にエネルギーを渡すことができ、下流へとエネルギーが伝えられます。

5.インピーダンス

前述の 「抵抗のような素振り」が特性インピーダンスと呼ばれるものです。「コイルやコンデンサのような素振り」はリアクタンスと呼ばれ、無効電流など好ましくない現象も起こしますが、うまく扱うことで、インピーダンスの整合などに役立てることが出来ます。

注）このページは書きかけですので訂正、変更が繰り返されるかもしれません。

反射、マッチング、整合、インダクタンス、キャパシタンス、レジスタンス、Ω 

タグ：インピーダンス

第54回フィールドデーコンテスト

参加しました。

久しぶりの50W移動運用。例によって、バッテリー2個でやりました。

 https://jq1qnv.sakura.ne.jp/body/power_source/pwr_src_4_mobile.html

朝9時くらいから開始して、15時の終了間際までやっていました。

もう、なんか、CWとか久しぶりで、最初はヘロヘロでしたね。

GM のところを GA とやってみたり、

何故か"X"を打つことができず、それこそ何度もやり直したり、

とんだ恥をかきましたわ。^^; ほんと、催眠術にかかったみたいに打てないんです。^^;

自分でCQ出しといて、本当にご迷惑お掛けしました。>JJ*RZX

 それから、アルインコのインバータ電源。

バッテリーの電圧をインバータで100Vにしてからアルインコの安定化電源を通して

安定化させているのだが、これが途中から動かなくなった。

以前から時々起きていたのだが、アルインコの安定化電源がウンウン唸って出力が出ない。

すこし休ませて、再起動するも、交信の途中で突然ダウン orz 。

車の室温が36度くらいあったので、過熱を疑い、車のクーラをつけて運用したら、なんとか持ちました。

 今度は別なインバータにしてみるかな。今のは多分疑似正弦波のやつなので、もしかしたらこれが原因かも。

そういえば、先日同じ電源構成でFT-817を運用したらノイズが酷くて使い物にならなかった。

IC-7400 はなんともないのに。値段と筐体の大きさの差ですかね。電源周りの対策が違うんだろうなきっと。

などと想像しながら回路図引っ張り出して見てみたら、IC-7400 の方がノイズフィルタが1段多く入ってました。

FT-817 には外付けのフィルタを用意しましょうかねぇ。

 

FT232RL を Vine5.2 で使ってみる

デスクトップのパソコンで ICOM のリグをコントロールする場合、RS232C のシリアルポートを使っていて、 USB 経由にする必要が無かったので、今年はじめに作った USB 対応の CI-V コントローラ（秋月で買ったFT232RLモジュール)ではまだ動作確認していなかった。

 でも、まぁ、せっかくなので動作確認してみた。

Vine 5.2 (kernel 2.6.27)ではドライバーのインストールは不要で、
USBに差し込むだけで何も設定せずに認識され、
/dev/ttyUSB0　に割り当てられた。

fldigi と xlog で動作確認した。

dmesg は下記
usbserial: USB Serial support registered for FTDI USB Serial Device
ftdi_sio 4-2:1.0: FTDI USB Serial Device converter detected
ftdi_sio: Detected FT232RL
usb 4-2: FTDI USB Serial Device converter now attached to ttyUSB0
usbcore: registered new interface driver ftdi_sio
ftdi_sio: v1.4.3:USB FTDI Serial Converters Driver
usb 1-8: reset high speed USB device using ehci_hcd and address 5
usb 1-8: reset high speed USB device using ehci_hcd and address 5

/proc/bus/usb/devices は下記
T:  Bus=04 Lev=01 Prnt=01 Port=01 Cnt=01 Dev#=  2 Spd=12  MxCh= 0
D:  Ver= 2.00 Cls=00(>ifc ) Sub=00 Prot=00 MxPS= 8 #Cfgs=  1
P:  Vendor=0403 ProdID=6001 Rev= 6.00
S:  Manufacturer=FTDI
S:  Product=FT232R USB UART
S:  SerialNumber=A600e0ad
C:* #Ifs= 1 Cfg#= 1 Atr=a0 MxPwr= 90mA
I:* If#= 0 Alt= 0 #EPs= 2 Cls=ff(vend.) Sub=ff Prot=ff Driver=ftdi_sio
E:  Ad=81(I) Atr=02(Bulk) MxPS=  64 Ivl=0ms
E:  Ad=02(O) Atr=02(Bulk) MxPS=  64 Ivl=0ms

 FT232RLを使ったCI-V コントローラについては下記。

https://jq1qnv.sakura.ne.jp/body/ft232rl/ft232rl.html

タグ：Vine 5.2 linux ham CI-V FT232RL

移動運用のために準備した電源が停電の時に役に立った。

東北地方太平洋沖地震から10日たちました。被災された方お見舞い申し上げます。

まだ余震が続いていますね。なかなかしつこい。私は土浦に住んでいるのですが、 インフラはだいたい復旧していて、ガス、電気、水の順で4日ほどで使えるようになりました。復旧にご尽力いただいた関係者の方（おそらくご自身も被災者）に感謝します。ガソリンの入手に手間取る以外は、まぁ、普通に生活できています。もっとも私は徒歩通勤なので交通機関を利用されている方の苦労はわかりませんが・・・

地震直後は当地も停電しました。二夜ほどでしたが、移動運用のためにおいてあった電源装置一式が大活躍でした。安定化のために100Vのインバータを使っていたのが幸いしました。お陰で蛍光灯と車から取ってきたワンセグTVが使えたので暗闇と情報不足の不安な状態は遭遇せずに済みました。蛍光灯は8wのものですが、周りがくらいせいか、結構明るく感じましたね。地震直後の状態で何もできなかったので、この程度の灯で十分だったのかもしれません。就寝の時は消して寝ましたので、1日あたり、5時間程度を2日使用しましたが、バッテリーは1個で十分でした。

電源の詳細は下記です。

  https://jq1qnv.sakura.ne.jp/body/power_source/pwr_src_4_mobile.html

 

web page 記事追加 ICOM のリグを USB で動かすインターフェース

クラブ会報の焼き直しですが・・・

一番下のリンクをクリック。

  https://jq1qnv.sakura.ne.jp/body/ft232rl/ft232rl.html