－１０ｄＢ送信アッテネータ 2004.1.16
なす電信コンテストでは、送信電力が小さければ小さいほど高得点を得られるルールになっています。しかしＱＲＰ用でない無線機ではいくら絞っても５Ｗくらい出てしまうため、無線機単体ではそれよりパワーを下げることはできません。そこで今週末のなす電信で試すべく、部室にある材料でさっそく製作してみました。
アッテネータは１年位前、無線部の先輩はし本さんに教えていただいたのを見ながら設計しました。といっても最後に導出される式さえ知っていれば簡単に作れます。（導出は難しい･･･）
---アッテネータの計算 興味のある方はどうぞ ---
ＲＩＧで生成された高周波は、アッテネータ（以下ＡＴＴ）部で電力が消費され熱になり、残りは負荷ＲＬ（アンテナや、ダミーロード）へ行き、電波は放出（ダミーロードの場合消費）される。こうして電力は減衰する。このときＲＩＧ側からＡＴＴ見て、負荷ＲＬ（通常５０Ω）になっていれば電力だけを減衰し、インピーダンスを狂わせることのないものが出来上がる。
上記のように、ＲＩＧ側から見て負荷ＲＬになるようにＲ１、Ｒ２を設定する。
であるから、式を変形して
また、出力は負荷に掛かる電圧の２乗に比例するので
①、②を満たすＲ１、Ｒ２を求める。
あとは頑張って計算すると･･･
と、なるそうです(^^;
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上で与えられた式より、ＲＬ＝５０Ω（ですよね、普通）と、減衰率１／１０（－１０ｄＢ）より、
を代入すると、
となる。この値で配線をすれば－１０ｄＢのＡＴＴ完成！･･･ですが、このままアンテナにつなぐと受信信号まで－１０ｄＢになってしまうので、リレーを使って受信時はスルー、送信時だけＡＴＴが働くようにしてあげればいいです。
※注意：リレー駆動回路図が間違っています。（リレーはコレクタ側に入れます）
このように非常に簡単な回路で実現できますが、一番気をつけなくてはいけないのは抵抗の耐電力です。通常の抵抗は大きくても２～３Ｗ程度の耐電力しか持っていません（セメント抵抗や、ホーロー抵抗などは耐電力が大きいが、周波数特性が悪いので適さない）。そこにＲＩＧから５Ｗや１０Ｗを加えたら燃えてしまうので、直列や並列にして耐電力をあげてあげます。
ご存知のとおり、電力は電流と電圧の積ですから、直列にすれば１つあたりの電圧が半分になるため耐電力は２倍になり、一方並列にしても電流が半分になるので同じく耐電力は２倍になるはずです。（なんか不思議な気がしますが）
とりあえず、瞬間最大２０Ｗ程度耐えれば十分ですので３Ｗの抵抗を４つ用い、２直列の抵抗を２つ並列にし耐電力をあげることにしました。
実際に売っている抵抗の組み合わせにせざるを得ませんので、若干ずれますが以下のように設定しました。
○Ｒ１＝７２Ω ⇒ ７１．５Ω
○Ｒ２＝９６Ω ⇒ ９５．５Ω
※実際にテスターで両端の抵抗値を計ると５１．３Ωでした。問題ないですね。
○完成品
部室にケースがなかったのでむきだしのままです(^^; ＰＴＴ端子はφ６のモノラルジャックをとりつけ、ｚＬｏｇのＣＷインターフェースのＰＴＴコネクタを接続します。ｚＬｏｇの設定でPTT
Controlにチェックをつけ、送信遅延100ms、受信遅延を200ms程度にするといい感じでリレーが切り替わりました。このあたりは好みなのでいろいろいじってみてください。
送信電力ですが、２０Ｗ入れても平気でしたが、すぐに熱くなるのでやはりＲＩＧのパワーを最低に絞って５Ｗ程度でやるのがいいと思います。将来的にはちゃんとケースに入れて冷却ファンもつけたいなと思っていますが、とりあえずこのバージョンでなす電信に参加予定です。