10dBアッテネーターの製作

先日のA1Club Alcohol部会のときに部品は揃えて，一週間程度で完成したのだけれど，回路図や計算結果などを載せたくて時間がかかってしまった．＞A1C Alc部会の混信会

50Ωのダミーロードをつなぐと，Rig側から見たインピーダンスは50.0Ω．

ときどき，100ミリワットの 1/10 の 10ミリワットで CQ 出しているが，いまだ交信は実現していない．

こちらのサイトを参考に製作．＞－１０ｄＢ送信アッテネータの製作
サイトでは「頑張って計算すると･･･」とあるが，計算サイトにやらせればよいのだｗ
自分は手計算が面倒で，数学の計算にしょっちゅうに使わせてもらっている．まぁ Mathematica のコマンドを知っていれば，100倍便利で使い出はあるけれど，電卓程度なら googleのほうが良いですね．
$\frac{1}{\frac{1}{\frac{1}{R}+\frac{1}{R2}}+R1}+\frac{1}{R2} =\frac{1}{R}$
と
$\left(\frac{\frac{1}{\frac{1}{R}+\frac{1}{R2}}}{\frac{1}{\frac{1}{R}+\frac{1}{R2}}+R1}\right)^2=\frac{1}{a}$
の連立方程式の解は，＞計算サイト
$R1=\frac{(a-1)R}{2\sqrt{a}}$, $R2=\frac{(\sqrt{a}+1)R}{\sqrt{a}-1}$


アンテナのインピーダンス$R=50 \Omega$で，－10dB だから $\frac{1}{10}$ にすればよい．だから，$a=10$ として，数値計算すると＞計算サイト
R1＝71.15124735378853496997510474973616700868999063481737860429... ＞計算サイト
R2＝96.24752955742643702220992827147465037466172377028018696508... ＞計算サイト

これをもとに，参考サイトでは，
68Ωと75Ω を組み合わせて R1＝71.5Ω (誤差0.5%)，
91Ωと100Ωを組み合わせて R2＝95.5Ω (誤差0.5%) 
を作り，回路全体で4種類，12本の抵抗を使っている．

回路のインピーダンスは49.85718524Ωで50Ωとの誤差は0.29%
＞計算サイト


自分は，
270Ω 2本と300Ω 2本を並列にしてR1＝71.05263158Ω (誤差0.1%)，
270Ω 1本と300Ω 2本を並列にしてR2＝96.42857143Ω (誤差0.2%)
で，回路全体で2種類，10本の抵抗で実現できた．

回路のインピーダンスは50.03088326Ωで50Ωとの誤差は0.06% となかなか美しい．自画自賛（＾＾）ｖ
＞計算サイト

ということで，冒頭のテスターの値．

100mWをいれたときの各抵抗の電力消費は
Rig側の R2 は51.9mW（270Ωが18.5mW，300Ωが16.7mW×2），
R1は32.9mW（270Ωが8.65mW×2，300Ωが7.79mW×2），
アンテナ側のR2は5.20mW（270Ωが1.86mW，300Ωが1.67mW×2）
で，アンテナは10.03397159mW となる．

さて，アンテナ回路を開放した場合，つまりアンテナインピーダンスRが∞となった時，1/R=0 より，回路のインピーダンスは 61.195Ω．このとき VSWR は1.2
＞計算サイト

アンテナ端子をショートした場合．つまりアンテナインピーダンスRが0の時，R2をショートするから R2=0 より，回路のインピーダンスは40.909Ω．このとき VSWRは 1.2
＞計算サイト

開放でも，短絡でもアッテネーター回路のおかげで VSWR が悪くならないのはよい．
測定結果も計算通りなのでミスはなさそう．

参考サイトはリレーで受信時はスルーしているが，自分はトグルスイッチ．
でも，受信時はスルーする必要は感じない．普段からノイズ対策で KX2 の受信アッテネーターを入れているので，それが外部アッテネータになっただけのこと．
もちろん，KX2 のアッテネータは 10dBも減衰はしないけれど，ノイズも減衰して聞きやすくなる．