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高周波電圧計(RF電圧計)の製作 |
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無線機器の製作や修理等に、発振器の出力や混合回路の信号レベルを測るのに必要な高周波電圧計(RF電圧計)を製作します。
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▼設計します・・・ |
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低周波の電圧は、普通のテスターで測定できますが、周波数がせいぜい400Hz程度しか反応しません。当然、何MHzもの高周波の電圧は測定出来ません。そこで高周波を高周波用ダイオードで整流してコンデンサで平滑した後の直流電圧を測りそれを高周波電圧として測定します。
最初にいきなり高周波を使用して実験すると高周波特性で回路の作りによって誤差が出るので身近にある交流ということで電灯線の交流60Hzで実験です。
交流をテスターで測定した時の電圧は機種やデジタル式、アナログ式などによって値が違います。アナログテスターは殆どが、実効値を示します。実効値とは抵抗に直流電圧を与えた時と同じ電力が消費される交流電圧のことを言います。実際は平均値を指しているのですが、目盛りを実効値の値にしています。デジタルテスターは殆どが平均値を示します。平均値とは交流の波形の山の部分を馴らした時の電圧のことを言います。高級なデジタルテスターの中には”真の実効値”と表記して実効値を示すものもあります。
半波整流回路は、交流信号をダイオードD1で整流(検波)して平滑コンデンサC1で平滑されて直流電圧が出力されます。出力される直流電圧は、入力される交流信号の最大値とほぼ同じになります。最大値とは交流信号の波形の山の部分の一番天辺の所の電圧です。
出力される直流電圧は、計算で求めることが出来ます。
e = E×√2 e:直流電圧 E:交流電圧
E = e/√2 e:直流電圧 E:交流電圧
交流電圧が10Vの時、直流電圧は, e = 10×√2 = 10×1.41 = 14.1V となります。
計算上はこの様になりますが、実際はダイオードD1で電圧降下が起きるので、その分の電圧が下がります。
※因みに上記の計算式は、交流の波形が正弦波の時のものです。波形が三角波や矩形波の時は、値が違ってきます。この実験では交流は正弦波という事で進めます。

倍電圧検波回路(半波倍電圧整流回路)は、交流の信号がマイナス(負)の時は、D2-C1の順に信号が通り、この時、C1に充電されます。そして交流の信号がプラス(正)の時は、C1-D1の順に信号が通り、この時、C1に充電さてた電圧が加わるので出力電圧が2倍になります。そして、C2で平滑されて直流電圧が出力されます。この回路ではC1とD2がポイントになります。
この回路での出力電圧は、半波整流回路の約2倍になります。
・・・以下作成中!
電灯線100Vをそのままだと電圧が高すぎるので、トランスで電圧を16V程度に下げて巻線可変抵抗器で必要な電圧を作ります。
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▼準備です・・・ |
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▼製作です・・・ |
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▼完成です・・・ |
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▼編集後記 |
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