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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は揃えていなかった。 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だ。 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だ。

 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った。 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る。 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ある。

 そうした状況が変わったとも言えないが例によって中華パーツなら安価に揃えられる。Aliexpressを見ていると直輸入すれば一段と安価なのだが、他のパーツを注文するついでに「RFCセット」が購入してあった。 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種類揃えてある。各20本ずつ入っていて、合計で380本だ。 このマイクロ・インダクタのセットは1,950円だから1本当たり5円少々と言ったお値段だった。

                ☆ ☆ ☆

 上にも書いたが、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ができない。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た。 結果は一覧表に纏めてあってそれが全てなのであるが、あくまでも自家用データである。 一般のパーツに広く適用できる訳ではなく特定のショップの特定商品の評価レポートだ。 同じものを買った人には有用なデータかも知れないが購入を促す意図はないのでそのおつもりで。 もちろん買ってもいない人にとってあまり意味のないデータなのは言うまでもあるまい。

*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ない。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ある。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る。一筋縄とは行かない「複雑な部品」である。

 【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る。 もちろん、コイルにも電力容量と言うものがない訳ではない。 しかし、「1/4W」と言うように表示して売る例は見ないから、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だ。(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)で示されることが多い。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る。 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らない。 従って、ある程度自分で調べる必要がある。そうでないとどのような範囲まで使って大丈夫なのかがわからない。

 【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ある。 従って抵抗器と間違い易いのだ。 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。 はっきりとキミドリ色のことさえある。

 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うが、このような緑っぽいことが多い。(水色っぽいRFCもあったように思うが) 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う。まあ、これが絶対ではないので個々のケースで判断しないと間違えてしまう。LCRメータが欲しい理由でもある訳だ。

 インダクタンス値は有効数字の帯が2桁分で、乗数が1桁分で示される。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る。 単位はマイクロ・ヘンリー(μH)である。 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%だ。

 【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る。 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る。

 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だろう。 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。 実際に使いそうな周波数で評価しておくことにした。

 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る。 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る。 そのためインダクタンスの誤差がたいへん大きくなった。 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だろう。 従って、温度特性は良くない筈だ。 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ない。 磁芯が使ってあるようなモノは同調回路やそれに類する目的には不適当だ。

 確認のため1kHzで測定したところ、まずまずの実測値であった。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だ。 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だろう。 1μH以下と言った小さなインダクタンスのモノ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だから周波数特性はずっと良かった。


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

 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」が効いてくるようになる。 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う。

 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。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を。

 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だ。 密着して複数並べるとコイル相互が磁束で結合してしまう。 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する。 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。 とかくインダクタンス部品は扱いが厄介なのである。


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だろう。 しかし、こうしたRFCでは巻線抵抗は大きな問題になる。インダクタンスに直列に入ってくるからだ。 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例である。低インダクタンスのRFCでは巻線抵抗は小さいから有効な測定法だ。0.079Ωだった。

 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だろう。 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る。 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くる。

 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もあるのだ。 従って少し大きめの電流を流すと電圧降下が生じることになる。 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る。 コイルには流せる電流の上限があることも忘れてはなるまい。

                ☆ ☆ ☆ ☆

 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ない。使うのは良く調べてからと思っていた。 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だ。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あった。

 結論から言えば、ごく普通のマイクロ・インダクタである。 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だ。 これはこの部品の存在目的からして当たり前だ。 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だった。 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だろう。開磁型ではあるが磁芯がごく小さいので磁気飽和の可能性は無いとは言えまい。

 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なかった。 HF帯で共振回路やLPFとかHPFと言った用途に使えなくもないが十分な検討を行わないと希望する性能が得られず悩むことになるだろう。 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る。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もできない。 それでも月に1回くらいは都内に出ている感じだ。 そんな時は努めて秋葉原に寄るよう心掛けている。そして何か買い忘れないようにショッピング・リストも欠かせない。

  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る。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だが・・・。

                     ☆

 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だが・・・。 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だ。予め狙いを良く定めて行かないと探しきれない。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だ。w

 皆さんおなじみになってきたので利用者は多いだろう。しかし交通費を掛けてお店に行くのはたいへんだからwebショップの通販利用者が殆どだと思う。 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る。 だから秋葉原に出掛けたら外せないお店になって来た。 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だ。新装移転特価の名残の品かも知れない。(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)の真空管機器用である。残念ながらヒータ用6.3V巻線がないので別に必要である。 整流・平滑後のDCでマージンを見込んで50mA@250Vくらい取れそうだから5球スーパに間に合う程度の容量だ。また、6AQ5クラスのQRPなCW送信機なら十分足りそうだ。 電源トランスも高くなっているので1,650円でもまずまずだし777円ならとてもお買い得だろう。足りないヒーター分はACアダプタ等で工夫すれば良かろう。(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だろう。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だが安全を考え必ずヒューズを入れて使うこと。自己責任で安全に使うことになる。

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る。 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だ。 シャシやキャビネットもそうだが、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円もする。黒い樹脂モールドのツマミは安くて良いが、そればかりでは味気ないと思っている。

 aitendoには様々なツマミがあって、どれも安いので有難い。 ただし、安易にチープなもの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だ。(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だ。 軸止め構造も優れている。 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ない。 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る。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る。 仕組みは簡単だから手に取って構造を眺めてみると良い。 私は前から同じ構造のスイス製を好んで使っていた。しかしaitendoのように一つ50円ではとても買えなかった。

 新しく買うならこのツマミはお奨めだ。 色は他に数色あって一回り大きいサイズもある。 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)のものがある。 これも心配したのだが国産品と同じφ6mm用であった。 他に種類は限られるようだが細軸用もあったと思う。 なお店頭在庫品は手に取って良く見る必要がある。 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するように!(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た。 この30MHz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う。

 昔の常識では30MHzの水晶は3次オーバートーンであった。 だいたい20MHz以上はオーバートーンだったのだ。 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った。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だ。

 もし、写真のこれが30MHzの基本波ならFBだ。例えば3次オーバートーンで90MHzが得られる。 5次で150MHz、もしも7次オーバートーン発振も可能なら210MHzが一気に得られるだろう。 さっそく調べてみたら基本波が30MHzの水晶発振子であった。 だから5個で100円はお買い得だろう。 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たからラダーフィルタ向きではない。 近ごろは背の低いHC-49/USが全盛なので大きなHC-49/Uは処分品らしく売り切れたら終了しそうだ。

IFTきっと
 コイル巻き用の10mm角ボビンキットである。 ここで言う「IFT」とは、455kHzのIFTらしい。そう言っているだけあって、コア材の上限周波数は2MHz位だった。 それ以上の周波数ではQが低くなってしまい良いコイルにならない。 従ってFCZコイルの代替品は作れない訳だ。(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う。 巻線は自分でせねばならず、そのままでは使えないからモノグサにはいま一つかも知れない。 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良いことだ。 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も自在に作れる。 市販の455kHz用IFTには様々な構造があるが、このキットは巻線し易くて組み立ても容易なのでとても良い構造だ。

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

 写真・手前は製作の実例である。 付いてくるコアは塗装されていないフェライト原色である。 手前の見本品はコイルまで手作りのトランジスタ・ラジオ用として作ったもので、JIS規格の色にコアを着色してある。市販品そっくりの物が作れた。(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だ。

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もある。ハンディな機器に大きなLEDではバランスが悪い。

 そんな時に使う小さなLED表示器がコレである。 右の赤い4桁のものが最近販売された。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」と称して販売されている。 左下の1桁LEDは一般的な物としては小型のLED表示器だからバブルLEDはごく小さいことがわかると思う。

 昔々、数字表示にLEDを使う電卓や腕時計の時代があった。1970年代も終わりの頃だったと思う。それらにはこのようなLED表示器が使ってあった。 消費電力の関係で程なくLCD表示に置き換わったからLED表示器はすぐジャンクとして出回った。 しかし文字が小さくて用途は限定されていたから私は手を出さなかった。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る。 いま思えばジャンクなお値段だったから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だ。

 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る。一つ330円だ。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製で同社の電卓用だろう。(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た。お好みの物があったようなら早速入手されては如何だろう? 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あった。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す。 aitendoはそれに匹敵するインパクトがあるように思うのだが如何だろうか? かなり怪しい系の部品・キットも多いから、自作初心者や万人向けとは言い難いかもしれない。売り子しかいなくて技術的なことがわかる店員は不在だ。 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だ。このままだと「aitendo依存症」になってしまいそう。(笑) お手軽に遊べるなら中華製の電子グッズも結構だから、ずっと長く続いてほしいものだ。この手のお店はそこが懸念材料だと思う。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。