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2015年3月20日金曜日

【部品】Low Cost RFC Set

部品:お手ごろ高周波チョークコイルセットの評価
 【aitendoのRFCセット
 抵抗:Rやコンデンサ:Cはパーツボックスに揃えていても、インダクタ(コイル):Lは揃えていませんでした。 それと言うのも、コイルはRやCよりも一段と理想と離れた部品なので、画一的なシリーズを揃えても役立たないことがあるからです。 要するに、その時々の用途・目的に応じたインダクタが必要と言うことです。

 しかし、ラフな用途と言うのもあるもので、実際には幾つか飛びとびの値で用意してありました。 Eシリーズで用意していなかった理由のもう一つは、コイル類は比較的高価な部品だからでもあります。 何時か使うかも知れないと、多種多様なものを揃えておくのも無駄が多いと言うか、勿体ない気がしていたのでした。

 そうした状況が変わったとも言えませんが例によって中華パーツなら安価に揃えられます。Aliexpressを見ていると直輸入すれば一段と安価なのですが、他のパーツを注文するついでに「RFCセット」が購入しておきました。 形状が統一されたアキシャル・リードタイプで、0.22μH〜470μHの範囲がおおよそE6シリーズ相当で19種類揃えです。各20本ずつ入っていて、合計で380本です。 このマイクロ・インダクタのセットは1,950円ですから1本当たり5円少々と言ったお値段でした。

                ☆ ☆ ☆

 上にも書きましたが、インダクタは電子部品としては理想から遠い(*1)ので、吟味してからでないとどのような用途に使えるのか、あるいは使っては駄目なのかの判断できません。以下では、高周波回路の適性があるのかを中心に評価してみました。 結果は一覧表に纏めてあってそれが全てなのですが、あくまでも自家用データです。 一般のパーツに広く適用できる訳ではなくて特定のショップの特定商品の評価レポートです。 同じものを買った人には幾らか役立つデータかも知れませんが購入を促す意図はありませんのでそのおつもりでお願いします。 もちろん買ってもいない人にとって殆ど意味のないデータなのは言うまでもありません。

*1:インダクタは理想から遠いとは:
 純粋にインダクタンスだけを持った電子部品は存在しません。必ず巻線による抵抗成分が直列に含まれるほか、分布容量と言うキャパシタンス分が並列して入っている部品です。さらに、誘電体(フェライトなど)による磁芯を持つコイルではその誘電体の周波数特性がインダクタンスや損失量の変化となって現れます。一筋縄とは行かない「複雑な部品」です。

 【1/4Wと言うのは外形サイズのことか?
 素人が誤解しそうなラベルが付いています。 もちろん、コイルにも電力容量と言うものがない訳ではありません。 しかし「1/4W」と言うように表示して売る例は見ませんから、多分これは1/4W型の抵抗器と同じサイズと言う意味なのでしょう。(笑)

 こうした高周波チョークコイル:RFCの定格としては、インダクタンス値:Lのほか、直流(DC)抵抗値:DCR、それと電流容量:I(max)で示されるのが普通です。さらに、特にHigh-Qに作られたものにあってはある周波数での無負荷Qの値:Quが規格されていることがあります。 このRFCは単体でインダクタンスと誤差の表示(±10%)があるだけなので他はまったくわかりません。 従って、ある程度自分で調べる必要があるのです。そうでないとどのような範囲まで使って大丈夫なのかわかりません。

 【抵抗器とは地色が違う?
 一見して抵抗器と同じ形であり、しかもインダクタンスはカラーコード表示です。 従って抵抗器と間違い易いのです。 ただ、こうした「マイクロ・インダクタ」の場合は塗装の地色が緑掛かっていることが多いようです。 はっきりとキミドリ色のことさえあります。

 インダクタの塗装について、地色を何にするか規格がある訳でもないと思いますが、このような緑っぽいことが多いのです。(水色っぽいRFCもあったように思いますが) 整理しておくと、ベージュ(薄茶色)がカーボン抵抗、青味を帯びたグレーが金属皮膜抵抗、灰白色が酸化金属皮膜抵抗・・・と言った常識かと思います。まあ、これが絶対ではありませんので個々のケースで判断しないと間違えてしまいます。LCRメータが欲しい理由でもある訳です。

 インダクタンス値は有効数字の帯が2桁分で、乗数が1桁分で示されます。そして誤差が1桁分の合計4本のカラーコード表示になっています。 単位はマイクロ・ヘンリー(μH)です。 この例では、黄・紫・茶・銀なのでインダクタンスは47×10^1=47×10=470(μH)で、その誤差±10%となります。

 【実測結果
 19種類のマイクロ・インダクタについて、実測で評価してみました。 高周波回路で使えるか否かをテーマにしているので評価周波数は高めになっています。 なお、評価数:n=1であり、しかも同一規格品の複数評価によればバラツキが大きかったので傾向を見る程度のものと考えています。

 1μHと言った、小さなインダクタンスの場合、主に高い周波数で使われるでしょう。 一方、470μHくらいの大きめのインダクタは低い周波数用として使うことが多いと思います。 実際に使いそうな周波数で評価しておくことにしました。

 ただし、数10μH〜470μHと言った大きめのインダクタンスのものは、内部にフェライトコアが使ってあるのは間違いないようで、そのコアの周波数特性がかなり現れています。 そのため数100kHzとは言え高い周波数で測定するとコア材(フェライト)の周波数特性がもろに現れる特性となります。 そのためインダクタンスの誤差がたいへん大きくなりました。 物理的な大きさから考えて、透磁率:μ(ミュー)の大きなフェライト磁芯を使っているでしょう。 従って、温度特性は良くない筈です。 種類が豊富で便利そうだと思って発振コイルやVXOコイルに使ったなら周波数の温度変動で困るに違いありません。 磁芯が使ってあるようなRFCは同調回路やそれに類する目的には不適当です。

 確認のため1kHzで測定したところ、まずまずの実測値でした。このことから考えて、このマイクロ・インダクタは1kHzで測定した値を規格としているようです。 従って、それ以外の周波数で使おうとするなら改めて評価しないと設計値との誤差が大きくて驚くことになるでしょう。 1μH以下と言った小さなインダクタンスの物はフェライトではなく、アルミナなど非磁性体を巻芯にしているようですから周波数特性はずっと良好でした。


 【リード・インダクタンス
 写真の測定例は0.22μHのインダクタです。 上のように長いリード線の状態で測定すると、0.234μHとなります。 一方、下のように最短のリード線では0.208μHになりました。

 0.22μHと言った、小さなインダクタンスでは「リード・インダクタンス」が効いてきます。 実際に使用する際も、適当な長さに切り詰めるなど気を使って実装しないと誤差が大きくなってしまいます。

 逆に、数100μH程度のインダクタではリードインダクタンスの影響度合いは僅かなので多少長めのリード線で実装しても大丈夫なことが多いでしょう。もちろん、物理的に不安定な状態に実装すると振動で電気的なノイズを誘発する原因になるので注意します。

 こうしたRFCのようにシールドされていなくて、而も磁気回路が閉じていない「開磁型インダクタ」はコイル相互の磁気結合が起こるので要注意です。 密着して複数並べるとコイル相互が磁束で結合します。 隣接させるなら軸方向をそれぞれ90度ずらせ磁束が交わらぬように注意しましょう。 RFCには磁気結合を考えて「閉磁型インダクタ」も市販されているので検討してみると良いです。 とかくインダクタンス部品は扱いが厄介なのです。


巻線抵抗
 極端な低抵抗の抵抗器でもなければ、リード線を含む内部抵抗が気になる電子部品はあまりないでしょう。 しかし、こうしたRFCでは巻線抵抗は大きな問題です。インダクタンスに直列に入ってくるからです。 写真はごく低抵抗を測定する方法として、4端子法で巻線抵抗を測定している様子です。低インダクタンスのRFCでは巻線抵抗は小さいので有効な測定法です。この例では0.079Ωでした。

 インダクタンスが小さなうちは巻線長は短いし比較的太目の巻線が使ってあるので巻線抵抗はあまり気にならないでしょう。 しかしインダクタンスが大きくなると当然巻数を稼がなくてはならず、細い線を沢山巻くことになります。 いくら銅線でも細くて長ければ、その抵抗は無視できなくなってきます。

 このインダクタの例で言えば、470μHの直流的な抵抗値:DCRは約10Ωもあります。 従って少し大きめの電流を流すと電圧降下が生じます。 その電圧降下分の損失は熱になるので発熱で燃えてしまうことさえあります。コイルの黒焼きができるのです。(笑) コイルには流せる電流の上限があることも忘れてはいけませんね。

                ☆ ☆ ☆ ☆

 買ってはみたものの、どうも素性がわからないので使う気になれませんでした。使うのは良く調べてからと思っていました。 しかし、そのままにしておくと何時までたっても使わない部品になってしまいそうです。Blogネタも纏まっていなかったので、評価してみることにしたのです。

 結論から言えば、ごく普通のマイクロ・インダクタでした。 従って、簡単なRF阻止用のチョークコイルとして使うのには何ら支障は無さそうです。 これはこの部品の存在目的からして当たり前でしょう。 サイズが小さいので心配したDC抵抗も思ったよりも小さ目です。 数mAしか流さない普通の用途なら電圧降下は気にしなくても良いでしょう。開磁型ではありますが磁芯がごく小さいので磁気飽和の可能性は考えておくべきでしょう。

 当然ながらフェライト磁芯が使ってあるものの周波数特性はあまり良くありませんでした。 HF帯で共振回路やLPFとかHPFと言った用途に使えなくもありませんが良く検討しないと希望する性能が得られず悩むことになるでしょう。 これは、このRFCに限らず先人が言っている通り「RFCを共振に使うのは旨くない」ということの実証でもあります。de JA9TTT/1

(おわり)

注意:お買い物は自己責任でお願いします。ショップの対応ほか商品についての責任は持てませんのであなた自身の判断でお願いします。価格は2015年3月現在のものです。

2015年3月6日金曜日

【部品】Shopping AKIHABARA 2015 Part 1

【秋葉原で買い物:2015年第一弾】

aitendoの電源トランス
 田舎者は交通費が掛かるのでそうそう頻繁に秋葉原詣ではできません。 それでも月に1回くらいは都内に出ている感じです。 そんな時は努めて秋葉原に寄るよう心掛けています。そして何か買い忘れないようにショッピング・リストも欠かせません。

  1970年代に「信越電機商会」(いまの秋月電子通商)が通販から秋葉原に進出して来て自作ファンの人の流れが大きく変わった記憶があります。それまではラジオセンター、東京ラジオデパート、ニュー秋葉原センター、ちょっと足を延ばして旧万世橋駅近くの"ラジオガアデン"あたりまで回ればほぼすべてだったのですが・・・。

                     ☆

 昨今では中華パーツをまとめて扱っている「aitendo」へ人の流れができてきました。そこは秋葉原でも踏み入れたこともない様なとんでもない場所にあるのですが・・・。 昨年末に新店舗に移ってから扱い商品が激増し、それまでの「表示デバイスのショップ」からパーツ全般へと大変貌しました。 商品数はとても多くて当てもなく丹念に物色していたら半日いても足りないほどです。予め狙いを良く定めて行かないと探しきれません。店内には来店者の検索用にタブレット端末が置かれているくらいです。w

 皆さんおなじみになってきたので利用者は多いでしょう。しかし交通費を掛けてお店に行くのはたいへんですから全国的に見ればwebショップの通販利用者が殆どだと思います。 ところが店頭特価品と言うのがあって通販よりお買い得なお値段で置いてあります。 ですから秋葉原に出掛けたら外せないお店になって来ました。 写真のトランスも1,650円のところが店頭特価の777円(税別)に大幅ディスカウント中です。新装移転特価の名残の品かも知れません。(注・1)

 どんな電源トランスかと言えば1次が100Vで2次側が250V(170Vタップ付き)の真空管機器用です。残念ながらヒータ用6.3V巻線がないので別に必要です。 整流・平滑後のDCでマージンを見込んで50mA@250Vくらい取れそうですから5球スーパに間に合う程度の容量です。また、6AQ5クラスのQRPなCW送信機なら十分足りるでしょう。 電源トランスも高くなっているので1,650円でもまずまずですし777円ならとてもお買い得です。足りないヒーター分はACアダプタ等で工夫すれば良いです。(もちろん使いもしない物にお金を使うのは勿体ないですよ・笑)

注・1:こうした輸入品の電源トランスは国内メーカのものと違って日本の安全規格やJIS規格には準拠していないでしょう。このトランスは1次と2次の巻線が分離型なので悪くない構造ですが安全を考え必ずヒューズを入れて使います。自己責任で安全に使うことになります。

ツマミがお手頃
 きちんとした製作物に纏めるにはパネルを立て、しっかりした箱に入れる必要があります。 しかし電気部品に比べ外装パーツが高価なのはいつも悩みです。 シャシやキャビネットもそうですが、ちょっと洒落たデザインのツマミともなるとひとつ数100円もします。黒い樹脂モールドのツマミは安いのは良いのですが、そればかりでは味気ないのです。

 aitendoには様々なツマミがあって、どれも安いのが有難いです。 ただし、安易にチープなデザインばかり並べると出来上がりが「中華製品」の風貌になってどうも頂けない感じです。(笑)

 この写真のツマミは数ある中ではまずまずのデザインです。 軸止め構造も優れています。 良く見かけるツマミのように横穴から押しネジでシャフトに止める構造ではありません。 写真手前のようにキャップの中にあるネジによってシャフト全周から締め付ける構造になっています。正面から止められるので位置決めがし易く、ネジも大きいのでしっかり固定できます。 仕組みは簡単ですから手に取って構造を眺めてみると面白いでしょう。 私は前から同じ構造のスイス製を好んで使っていました。しかしaitendoのように一つ50円ではとても買えませんでした。

 新しく買うならこのツマミはお奨めです。 色は他に数色あって一回り大きいサイズもあります。 外国製ツマミには稀に適合する軸の太さがインチサイズ(1/4インチ)のものがあります。 これも心配したのですが国産品と同じφ6mm用でした。 他に種類は限られるようですが細軸用もあったと思います。 なお店頭在庫品は手に取って良く見る必要があります。 軸側から見て締め付け金具がちゃんと付いていることを確認しましょう!(金具が脱落しているものを見かけたので)

30MHzの水晶発振子
 表示周波数が高いので3次オーバートーン水晶発振子かもしれないと思いつつ試しに買ってみました。 この30MHzの水晶発振子が基本波かオーバートーンなのかは、店員のお姉さんに聞いても答えはないと思います。

 昔の常識では30MHzの水晶は3次オーバートーン型です。 だいたい20MHz以上はオーバートーンだったのです。 それが基本波で25MHzくらいまで作れるようになり、いまでは50MHzあたりまで見かけるようになりました。メーカーによれば技術的にはVHF帯の高い方まで基本波で作れるのだそうです。

 もし、写真のこれが30MHzの基本波ならFBです。例えば3次オーバートーンで90MHzが得られるでしょう。 5次で150MHz、もしも7次オーバートーン発振も可能なら210MHzが一気に得られます。 さっそく調べてみたら基本波が30MHzの水晶発振子でした。 だから5個で100円はお買い得です。 ただし主共振周波数の近くにスプリアス共振が多く見られましたからラダーフィルタ向きではありません。 近ごろは背の低いHC-49/USが全盛なので大きなHC-49/U型は処分品らしく売り切れで終了しそうです。

IFTきっと
 コイル巻き用の10mm角ボビンキットです。 ここで言う「IFT」とは、455kHzのIFTでしょう。そう言っているだけあって、コア材の上限周波数は2MHz位でした。 それ以上の周波数ではQが低くなって良いコイルになりません。 従ってFCZコイルの代替品は作れない訳です。(ちょっと残念)

 「6石ラジオ」に使うIFTセットやBC帯の局発コイルを作るには最適な素材だと思います。 巻線は自分でせねばならず、そのままでは使えませんからモノグサにはいま一つかも知れません。 しかし用途・目的に応じたIFTなり局発コイルが自由に作れるのは有益です。 例えば性能の良くないゲルマニウム・トランジスタに最適化したIFTのような、いま時の市販品では得られない特殊品が自在に作れます。 市販の455kHz用IFTには様々な構造がありますが、このキットは巻線し易く組み立ても容易なのでとても良い構造でした。

 写真はお店で直接購入したものです。店頭特価は過激な77円で、通販でも100円ですから嬉しいお値段です。それでコイル4個作れる分の部品が入っています。

 写真・手前は製作の実例です。 付いてくるコアは塗装されていないフェライト原色です。 手前の見本品はIFTを含むすべてのコイルが手作りのトランジスタ・ラジオ用として巻いたもので、JIS規格の色にコアを着色してあります。市販品そっくりのIFTが作れました。(笑) なお、この「IFTきっと」についてはいずれ巻き方を含め、使い方など詳しくを扱うつもりです。

参考:トランジスタ技術誌2015年10月号pp66〜82にて、この「IFTきっと」の詳しい使用方法と、作ったIFTを使用する6石スーパの記事が掲載されました。6石スーパはゲルトラを使ったものと、すべて2SC1815Yで作った2種類が掲載されています。(追記:2015.9.11)

ちいさな7セグLED表示器
 数字表示器は大きいほど視認性が良いとは言えデザインや機能のバランスを考えるとあまり大きなものでは困ることがあります。ハンディな機器に大きなLEDではバランスが悪いでしょう。

 そんな時に使う小さなLED表示器がコレです。 右の赤い4桁のものが最近販売されました。半球状の拡大レンズ付きになっていて「泡つぶ」のように見えるので「バブルLED」と称しています。 左下の1桁LEDは一般的な物としては小型のLED表示器ですからバブルLEDはごく小さいことがわかります。

 昔々、数字表示にLEDを使う電卓や腕時計の時代がありました。1970年代も終わりの頃だったと思います。それらにはこのようなLED表示器が使ってありました。 消費電力の関係でほどなくLCD表示に置き換わったのでLED表示器はすぐジャンクに出回りました。 しかし文字が小さくて用途が限定されていたので私は手を出しませんでした。当然のようにダイナミック点灯専用なので使いにくかったこともあります。 いま思えばジャンクなお値段だったので幾つか買っておけば良かった・・・と思っても後の祭りと言うものです。

 この4桁赤色LEDはSparkfun Electoronicsと言う電子ホビーのショップが企画した商品らしく、秋葉原では千石電商が扱っています。一つ330円でした。aitendoではないのでご注意を。hi
参考:写真左上の多桁のものはhp製で同社の電卓用でしょう。(現在は入手困難)


以上、最近になって秋葉原散策で目に止まった品々を紹介してみました。お好みの物があったようでしたら早速入手されては如何ですか? え、死蔵品が増えるばっかりだって?(笑)

                  ☆ ☆

 昔々、秋葉原に「信越電機商会」ができたころ、そのインパクトたるや強烈でした。激安半導体や怪しい系のキットに魅了されてしまい、多くの自作ファンがすっかり「信越依存症」になってしまったのを思い出します。 aitendoはそれに匹敵するインパクトがあると思いますが如何でしょうか? かなり怪しい系の部品・キットも多いですから、自作初心者や万人向けとは言い難いかもしれません。売り子しかいなくて技術的なことがわかる店員は不在です。 しかし見る目を持った「自作マニア」には面白グッズが溢れていて楽しいお店です。このままだと「aitendo依存症」になってしまいそうです。(笑) お手軽に遊べるなら中華製の電子グッズも結構ですから、ずっと長く続いてほしいものです。この手のお店はそこが懸念材料だと思っています。de JA9TTT/1

(おわり)

注意:お買い物は自己責任でお願いします。ショップの対応ほか各商品について責任は持てませんのであなた自身の判断でお願いします。価格は2015年2月現在のものです。