【回路】100uHぐらいのコイルに10mAぐらいの1MHzを流したいんだが意外と厄介なもん

「100uHぐらいのコイルに、1MHzを矩形波っぽく10mAぐらい流したい」

このテーマってビデオデッキの記録回路で５０年前からどうするかねぇって悩んだ回路屋は多数いると思います．

ビデオの場合はVHSは5MHzぐらいで、時代が新しくなるにつれ50MHzぐらいまで上がったかな．いろいろ対策はあるんだけど、主にはコイルの巻き数を減らしてインダクタンスを0.5uHとかに小さくして逃げるものでして．

インダクタンスを下げるとなんで逃げられるのかと言うと、コイルからバコーンと戻ってくる逆起電圧を小さくできるからです．

　逆起電圧 ＝ L＊di/dt ＝ 100uH ＊ 10mA ／ 0.1uSec ＝ 10V

と計算されます．

1MHzなので立ち上がり立ち下り時間は0.1uSecぐらいにしたいからこんなことになりんす．

オーディオスピーカーもコイルですし、結構な大電流を流すけど、周波数が20kHz以下なので逆起電圧が超深刻でどーにもならんというほどではないが、HighEndな評論ではたまに逆起電圧というwordを目にします．

それでもって先日から1MHzの回路どうするかなぁ、

たかが測定治具だからめんどくさい回路は嫌だなぁ、

と考えていて、

さっきLTspiceでごにょごにょとsimってました．

【CMOS出力でコイルをドライブする】

3.3Vじゃ逆起電圧に負けるのでダメ、廃案

【OPAMPで20Vぐらいに増幅してコイルをドライブする】

秋月で売ってる範囲で高速高電圧なOPAMPを使い、20Vぐらいでコイルをドライブするプラン．20Vだと直列抵抗R5を大き目に出来るので電流駆動能力が増すという原理．

↓ところが1MHzの電流波形がこんなになってしまう原因はOPAMPのスルーレート制限に先に引っかかるため．スルーレートが原因なので２段アンプにしてもダメ．このプランも廃案．

【電流スイッチングトランジスタでコイルをドライブする】

TRで電流スイッチングする回路．

ビデオの記録アンプもこのタイプが基本．さらに中間タップ付きコイルとトランスを併用したりといろいろなバリエーションが考えられる便利な回路．

ただし、負荷コイルのインダクタンスが変わると、ダンピング抵抗R2を調整しなくちゃいけないので治具としては致命的にめんどくさい．廃案．

↓TRの出力インピーは高いので電流駆動能力は上々．1MHzが矩形波っぽくてよき．速すぎてチト発振気味．

【スッチングトランジスタで増幅して20Vでコイルをドライブする】

OPAMPのスルーレートで死んでたのでOPAMPをTRに置き換えた回路．前２案のいいとこどりみたいな回路．加えて雑なSEPPで電流増強．

エミッタ共通で高速スイッチングをさせようとすると、高電圧超高速TRを欲しくなるが、そういうTRはみんなディスコンになってしまって、高電圧大電流が大好きだぜイェーイなわたしとしては寂しいものがある．いまどきのTRは高ftだけどVce=10Vとかいうヨワピーばっかりなんだもん．もっとシャキッとしろ　＞小信号トランジスタ

↓1MHz電流波形は最も美的．

結局ディスクリート回路か．．．

こうゆう実験回路作りと信号処理で４０年間ぐらい金を稼いでいるわけです．

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↓手作り回路

TRは2N3904と2N3906にしました．ft=300MHzと大したｆ特じゃないですけど動いたかな．

120uHだと逆起電圧に負けてたのでコイルを巻きほどいて37uHで動かす．緑の基板は1MHz発振器．

↓アンプ出力電圧20Vpp 1MHz

↓コイル電流 1MHz 10mApp

コイルに直列した2kΩに生じる電圧を観測したが、電流プローブを使えばもっと綺麗に表示されるだろう．ともあれ矩形波っぽい電流が流れているのは判る．

かしこ