□ H17年08月期 A-13  Code:[HE0101] : π形結合回路を使った送信機終段回路の調整方法
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2022年
12/31 12月期問題頁掲載
09/01 08月期問題頁掲載
05/14 04月期問題頁掲載
H1708A13 Counter
無線工学 > 1アマ > H17年08月期 > A-13
A-13 次の記述は、図に示す小電力送信機の終段に用いるπ形結合回路の調整方法について述べたものである。[ ]内に入れるべき字句の正しい組合せを下の番号から選べ。ただし、[ ]内の同じ記号は、同じ字句を示す。
(1) 可変コンデンサC2の静電容量を最大値に設定した後、終段電力増幅器の直流電流計の指示が[A]となるように、可変コンデンサC1の静電容量を調整する。
(2) 次に、C2の静電容量を少し減少させると、アンテナ電流を示す高周波電流計の指示値が[B]し、終段電力増幅器のコレクタ電流が[C]する。再度C1を調整して、直流電流計の指示が[A]となる点を求める。
(3) (2)の操作を繰り返し行い、高周波電流計の指示値が所要の値となるように調整する。


最大 増加 増加
最大 減少 減少
最大 増加 減少
最小 減少 増加
最小 増加 増加
問題図 H1708A13a
Fig.H1708A13a

 最近のトランジスタ式ファイナルは、ほとんどが無調整かオートアンテナチューナ付きになってしまいましたので、こういう問題はいざ原理から分かって解こうとすると、難しいものがあります。

[1]π形結合回路の概要

 この問題に出ている回路は、いわゆるπ形結合回路といわれるものです。ここでは、送信機の終段とアンテナを結合させる回路として用いられていますが、そもそも、結合回路とは何で、どうすれば調整が取れるものでしょうか?
 Fig.HE0101_aが結合回路のみを取り出した図です。昔の真空管式の出力段の調整には、1がPLATE2がLOADなどと書かれていました。プレート(送信機側)と負荷(アンテナ側)という2つのバリコンとプレート電流計、パワーメータが調整には必須でした。
Fig.HE0101_a π形結合回路と整合
Fig.HE0101_a
π形結合回路と整合
 まず、この回路をインピーダンス整合の側面から考えれば…送信機はある出力インピーダンスZeを持っています。アンテナはまたZaというインピーダンスを持っています。これらを整合させるには、送信機側から見たこの回路のインピーダンスがZe*で、アンテナ側から見るとZa*(*は複素共役を示す)であればよい、というのが回路理論の教えるところです。このとき、送信機からアンテナに送られる電力が最大になります。
 しかし、この回路ではこのような「インピーダンス整合」の側面と、アンテナとの「結合」を調整する、という側面も持っています。このため、インピーダンスの調整と共に、アンテナと規定のパワーになるようなアンテナとの「結合」を取るのがこの回路です。
 この方式の特徴としては、
(1) 調整が比較的簡単
(2) アンテナ側は広い範囲のインピーダンスに整合が取れる
(3) スプリアス成分の減衰が大きく取れる
(4) 不平衡形なので、平衡形給電線や平衡形アンテナにはバランが必要
などの点が挙げられます。

[2]調整方法

 以下に、調整手順を書きます。
(1) 2を最大にする
 スタート点として、アンテナと送信側の結合を最も疎にセットします。
(2) 1でディップ点を見つける
 送信側のプレート(コレクタ)電流A1を見ながら、C1を調整し、並列共振点(電流最小)を見つけます。
(3) 2を少し減少させる
 アンテナと送信側の結合を少し密にします。こうすると、少しA2の表示が大きくなり、送信出力が上がります。
(4) 再びC1を回してディップ点を見つける
 C2を変化させたことで共振点がずれるので、再びA1とC1で電流最小点を探します。
(5) 2が規定値になるまで(3)と(4)を繰り返す
 送信機とアンテナの結合の度合いと規定電力に至るまでの繰り返しを行ないます。

それでは、解答に移ります。
 …A1は常に最小になるように調整します
 …C2を減少させると送信電力が増えるので、A2増加します
 …送信出力が増加するのでA1増加します
となりますから、正解はと分かります。