2022年10月22日土曜日

1kHzのタンク回路を失敗した

タンク回路に失敗しました.挫折.

数100kHz~MHzのタンク回路を作ったことはあったけど、1kHzのは初めてでした.

回路定数はこんなかんじで1kHzです.1mHと25.3uFで並列共振てな.
↓この回路定数にて、こんな周波数応答です.2kHzで-40dBぐらいになればいいとの目標をシミュレーションで確認.
↓しかし、1mHのDCRが実物では0.6Ωぐらいある(実測)ので、実際の回路ではQがダレてしまいます.これではダメです.
コイルの直流抵抗がタンク回路にこれほど大きな悪影響を与えると思ってなかった.
くそぉ不覚だった.

なお100uHだとインダクが小さすぎてダメです.
10mHだとDCRがもっと巨大になるのでダメです.

というわけで1kHzのタンク回路を挫折してしまいました.
撤退でぇす.

かしこ

8 件のコメント:

  1. >コイルの直流抵抗
    「数100kHz~MHzのタンク回路」だと、インピーダンス的には、
    数十から、数百Ω(だいたい、伝送路が50~数百Ωとかだし、どちらかと言うと、「電圧増幅優位な回路」になる)なので、
    「数Ωは、誤差の範囲」
    だったのですが、これが、数キロHzレベルになると、
    「電流優位な回路」になるので、数Ωも、効いてくるんでしょうね。
    ・周波数もさることながら「パワー系」(必然的に、インピーダンスが下がる)に近いからかもしれません。スピーカーの「ネットワーク」(ウーハーとツイーター分けるやつとか)も、「コイルもコンデンサも」線が太くて巨大(あれで、数~数十ワットの周波数をフィルタリングしてる)だし。
    ※この辺になると、もはや
    「デジタル信号処理」(これだけの為に、A/D → DSP → D/A の処理をかましてしまう。最近は値段も安いし)のほうが良いんじゃないか?とか、どうしてもアナログ処理にこだわるなら、
    「OPAMPでFQDN使って組む」(アクティブフィルタ、にしてしまう)
    ほうが、良いような気がします。

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    1. わたしもヤキがまわりましたー
      周波数が低けりゃ簡単とか思ったら甘いですね.
      目標とするQが20ぐらいなのでそれがムチャという説もあるかもですが.

      とりあえず、OPAMPで基板作り直し厨であります.

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    2. >周波数が低けりゃ簡単
      むしろ逆ですね。例えば、
      1.0MHz と 1.1MHz(+10%)は、「差が、100kHz」
      ですが、
      1.0kHz と 1.1kHz(+10%)は、「差が、100Hz」
      しかありません。ここで、回路定数の精度で、
      「±100Hzの絶対誤差が出る」場合を考えると、上の場合は、
      100Hz :1.0MHz → 0.01% と、たいしたことないですが
      下の場合は、
      100Hz :1.0kHz → 10% と、かなり影響が出ます。
      ・レンジ(周波数)が下がると、「相対精度を上げないと」いけなくなる例えです。ある種の、「相対誤差」と「絶対誤差」の、マジックですね。
      こういうのがあるので、単に「回路定数を、10(1/10)倍」すれば、「周波数が10(1/10)倍で動く」にはなりません。そんな単純な話ではない。

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    3. Qが大きいので定数トリミングするつもりでした。センター周波数プラマイ5Hzぐらいで。

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    4. >センター周波数プラマイ5Hzぐらい
      なんかこれ、「低周波域」でも、結構な精度ですよね・・・
      (抵抗値を、0.01Ωレンジで変えないとダメ?みたいな。まぁ、「可変抵抗」使えばいいのか。でも、そうなると「数Ω」の、VRが要るような?)
      ※やはりこうなると、昨今だと、もはや「デジタル信号処理」の独壇場ですね。

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    5. なんだかんだ言って、普通の回路だと、抵抗値で言うと
      ・10kΩ を センターに、1k ~ 100kΩ のレンジ
      の世界で、成り立ってますからねぇ・・・
      ・このレンジを逸脱すると、途端に「ハードル」が上がる。

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    6. >もはや「デジタル信号処理」の独壇場
      ちょっと前(精度の高い A/D, D/A コンバータが、安くなかったころ。DSPの性能が、まだ低かったころ)は、こういうのは、
      「OPAMPのアクティブフィルタ」
      でやってましたが、それはそれで、「回路設計」自体は可能でも、
      「E24系列にない、C,R が、要求される」
      ということで、けっこうハードルが高かったのですが、最近は、秋月で、
      「24ビット相当の、A/D, D/A コンバータ、や、DSPが、数百円で買える」
      (DSPICとか、こういうのの為に作ったとしか思えないし)
      時代になってしまいましたね、いつの間にか。

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    7. 44.1kサンプリングにあわせて急峻なフィルタを設計するのは、それこそハイブリッドICでも使わなきゃめんどくさくて困っちゃいます.
      オーバーサンプリング熱烈歓迎.らくちんー

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