ワンチップデザインへようこそ!

電波の回り込みによる誤動作改善の基本知識

1) 基本的にはフェライトコアを複数個使用して対策します。

  コアはHF向け、X/U向けに大別されますが、 概ね大型のものがHF向けと考えていいでしょう。
  混同使用しても効果に差がでるだけで弊害とかはありません。

  ドーナッツ型・パイプ型のもので内径が小さく断面積が大きいほど効果があります。
  あとから追加する場合は、半分にカットされたタイプになりますが、
  ケーブル巻きつけ後、隙間ができないように しっかりとビニールテープなどでしばります。

  また、コアにはケーブルを最低一巻きを。最初の一巻きは効果大です。
  それ以降は一巻き追加で2dB程度減衰を目安にしてください。

  パッチンコアがよく使われますが、HF帯ではあまり効果がないので、
  使用する場合は、ケーブル長が許す限りたっぷりおごる必要があります。

  コア使用の注意としては、送受信用の同軸ケーブルには入れないこと。
  むやみに入れるとパワーが落ちるだけで、リグが不安定になる場合もあります。

2) リグ、ハムスター、PCの配置も要注意です。回り込みのループに可能性があれば要対処です。

  a) リグにつなぐケーブルを通ってPC側の回路に回り込む。最も発生頻度が高い。
     =>ハムスターのケーブルにフェライトコアを追加。
       または、送信時光接続に切り換る HAMSTIR DX がお奨めです。

  b) ノートPCの電源をリグの安定化電源からとってた。
     =>ACアダプタにはコモンモードフィルタが入ってるので付属のアダプタを使用する。
       どうしてもの場合は、複数個のフェライトコアを治まるまで追加。

  c) スチールの棚に両方を並べて設置したことで、棚を経由して回り込む。
     =>直接接触してなくても、静電容量結合もあるので、それぞれを棚から浮かす(5-10mm)。
       ハムスターはPCの一部と考えてください。

  d) 他のリグや電源を経由してPCとつながってた。
     =>アース同士がつながっただけでもNGです。ワイヤー処理を検討してください。

3) アンテナのSWRが悪いと回り込みは急激に可能性が高まります。

  最近のリグはSWRメータが標準装備してますから、運用しながらチェックできて便利になりました。
  回り込みはハイバンドのほうが波長が短いぶん発生しやすくなりますが、
  フェライトコアは周波数に比例してインピーダンスが大きくなるので、コアは便利な対策パーツです。

4) HFハイパワー局には、送信時 光接続に切り換わる HAMSTIR DX をお奨めします。(宣伝)
  上述 2)- a) の妨害に対し、非常に効果があり、フェライトコアなしでも、100W 運用できます。

注意) 誤動作からの復旧作業において、PCを再起動しても症状が直らない場合は、
    ハムスターのUSBケーブルを抜き挿ししてください。
    充電機能に対応したPCなどで、再起動してもUSB端子の電源が切れず、
    ハムスターにハードリセットがかからない為です。ソフトリセットはかかる。

HAMSTIR ST での回り込み対策例

HF帯ハイパワー局の場合はフォト絶縁されたHAMSTIR DXの使用をお勧めしておりますが、HAMSTIR STを使用することもあることから
回り込み妨害が発生してしまった場合の対策についてレポート致します。

HAMSTIR STにも簡単ながらコモンモードフィルターが入っており、よくある自作回路と比べれば優位にあると考えます。
写真はHF帯でのデジタルモード運用開始当初から数年間ハイパワー運用に使用していたものです。
(3.5,7,14,21MHz :Packet,SSTV,PSK31,JV-FAX)
フェライトコア二個をケーブルに追加したもので、HF帯に効果のあるコアを意識して使用しております。
HAMSTIRのリグ側ケーブルにも同様に追加できます。

  1. 円筒型タイプ: TDK, ZCAT3035, サイズ30φ-35mm
  2. EIコアタイプ: TDK, PC47EI30-Z, サイズ27-31mm T=12mm

円筒型はパッチンコアと呼ばれ、市販品も豊富にありますが、使用する周波数帯を確認する必要があります。
パッチンコアでポピュラーな19φ-35mmタイプなどは、30MHz以上で効果がでるものなので、V/UHF帯向きです。
HF帯ローバンドは効果が低くなるので、上記のようなフェライトコアがおすすめです。
HF帯運用の場合はその近辺のスペックが表示されたものか、写真のような大型タイプを選ばれるといいでしょう。
EIコアタイプはスイッチング電源などのHF帯以下用途ですから、ローバンドには特に効果が期待できます。

取り付け方法については、ただパッチンではなく一巻き以上巻きつけるとより効果的です。
また、ケーブルが一束にまとまらない場合は、ケーブルそれぞれにコアを追加します。
周波数により効果はまちまちですが、目安として、パッチンのみ6dB減衰、一巻き10dB減衰、二巻き12dB減衰、三巻き14dB減衰(寸法上不可能)
複数個追加で、足し算的に効果が増加します。

HF帯用が入手困難な場合は、タワーパソコンの電源を分解してコモンモードフィルター、できればEIコアを取り出すのがいいでしょう。
機器の配置やケーブルの引き回しにより変動するので、この方法がすべてではないことをご理解ください。


HAMSTIR ST での運用レポート

データは少ないですが、回り込みを中心に確認できたものからレポートしていきます。
近日中にHAMSTIR STでのHF帯のハイパワー運用レポートを掲載したいと思います。
環境にもよりますが、HF/VHF/UHF帯とも、50Wくらいまでは実用範囲のようです。
不運にも回り込みを体験することになった方、ぜひ、状況をメールください。

[事例1]
 ・144MHz帯5W出力カートラにHAMSTIR STを接続
  ANT端子に17cm長のハンディ機用ホイップアンテナ(変換コネクタ付き)を取り付けてAPRSビーコン送信にしたら、そのまま操作不能になった。
  トランシーバーの電源オフで復帰。
  =>SWRが悪かったようで、三段GPにつないだところ正常に動作した。さらに50Wでも問題なく動作した。

[事例2]
 ・HF移動運用で回り込み誤動作発生。ハムスターとリグの間にフェライトコアを五個も入れたのにどうして・・・。
  トランシーバーパワーを絞るとOKなので間違いなく回り込みだ。ハムスターのUSBケーブル抜き差しとソフト再起動で復帰。
  =>PCの電源はシガーライターから取っていて別だったが、アースが遠巻きながらリグとつながっていたので、
   PC内蔵電池だけにしたらOKになった。
   PCの電源コードにフェライトコアを入れるのは大変なので、充電の時だけ車のバッテリーにつなぐのがいいかも。
   リグのバッテリーを完全独立にしたいが、車のボディもいいアンテナアースになるので・・・。


HAMSTIR DX での運用レポート(STではありません)

ハイパワーリグとの組合わせで使用した時の、パソコンやリグへの妨害についてレポートします。
HAMSTIR ST の場合は簡単なコモンモードフィルターはありますが、回路分離絶縁機能はありません。
ローパワー運用でもアンテナとの整合がとれない状態ではまわり込みなどが発生する可能性があります。
フェライトコアである程度改善はできますが、HFローバンドは特にやっかいものです。

HAMSTIR DX はHF帯は妨害に強いという結果になっております。ハムスターにフェライトコア取り付けなし。
機器の配置やケーブルの引き回しにより変動するので、この結果がすべてではないことをご理解ください。

設備1:V/Uリグの同時運用
    U10 =430MHz10W (EchoLink), 同軸ケーブル20m, 7段/3段コーリニア  *送信はID送出
    V10 =144MHz10W (APRS), Duplexer  *送信はビーコン送出
    PC1 =DeskTop (Win2k), Pen733,RAM256MB, HAMSTIR DX-R2
設備2:UHF/HFリグの同時運用
    U5 =430MHz5W (EchoLink), Whip  *送信はID送出
    H50p =HF50W (CW/SSTV/PSK31), 同軸ケーブル20m, AntTuner, LongWire7mL  *各モードで送信
    PC2 =Note (WinXP), CeleronM900,RAM1024MB, HAMSTIR DX-R2
設備3:HFリグを設備1のそばで単独運用
    H50s =HF50W (CW/SSB) *設備2から HAMSTIRを取り外した状態

◎運用結果判定 : ○=問題なし *=コメント TX=送信 *送受切換え時のポップ音は判定外とします
No.使用設備送信 3.5M 7.0M10M 14M 18M 21M144M430M
1U10,V10,PC1 U10  − − − − − − ○ TX
2U10,V10,PC1 V10  − − − − − − TX ○
3U5,HF50p,PC2 U5  ○ ○ ○ ○ ○ ○ − TX
4U5,HF50p,PC2HF50p TX − − − − − − ○
5U5,HF50p,PC2HF50p − TX − − − − − ○
6U5,HF50p,PC2HF50p − − TX − − − − ○
7U5,HF50p,PC2HF50p − − − TX − − − ○
8U5,HF50p,PC2HF50p − − − − TX − −○*1
9U5,HF50p,PC2HF50p − − − − − TX −○*1
10 U10,V10,PC1,HF50sHF50s TX − − − − − ○ ○
11 U10,V10,PC1,HF50sHF50s − TX − − − − ○ ○
12 U10,V10,PC1,HF50sHF50s − − TX − − − ○ ○
13 U10,V10,PC1,HF50sHF50s − − − TX − − ○ ○
14 U10,V10,PC1,HF50sHF50s − − − − TX −○*2○*2
15 U10,V10,PC1,HF50sHF50s − − − − − TX○*2○*2
*1:ノートPCからACアダプターをはずして電池動作にした時に、100W位でCOMポート消え等PC誤動作 (移動運用時は車のシガーライターにアース接続すると良いと思われる)
   分離されたPC側に適当なグランドがないので、フィルター効果がなくなって誤動作したと考えられます。
*2:100W位でCOMポート消え等PC誤動作 (U/Vの同軸ケーブルをはずすと発生せず)
   HAMSTIRのRigPTT端子からTX_GNDに接続、フェライトコア追加で対策 (単独運用でも、設備1のそばの場合は必要)
   その後、ハイパワーリグの同軸ケーブルとU/Vの同軸ケーブルの束をほどいて離したことでフェライトコアは不要となった。

・妨害についてのまとめ

HAMSTIR DXは、ノーマルはもちろんコモンモードノイズの妨害低減を考えて設計されております。
ノーマルモードノイズとは、製品のグランドを基準にした時の信号ラインのノイズレベルで、
コモンモードノイズとは、地球(仮想アース)をグランドとしてこれを基準にした時の、製品の、
信号ライングランドラインを一まとめにしたラインのノイズレベルとなります。

現実、仮想アースにつなぐといっても容易ではないので、測定に際しては広い銅板やACコンセントなどが対象となります。
具体例として、送信状態ではアンテナから反射波(ノイズ扱い)がリグに戻ってきますが、これがグランドラインを主として、
接続されているパソコンにも流れていきます。この後、ホットアースがグチャグチャになって回路にアタックしていきます。
アンテナのSWRの悪化度合いや出力により程度の差はありますが、様々な症状になります。

HAMSTIR DXの場合、送信中はリグとパソコンが光接続だけの分離状態になるので、パソコンへの高周波の廻り込みが激減します。
といっても、フォトカプラー自体の容量、パターン間、部品間の容量が約40pFあり、完璧な分離には至っておりません。
容量成分だけですから、HF帯特にローバンドになればなるほど減衰量は大きくなります。
逆に、U/Vを含むハイバンドでは、この容量の影響は大きくなりますが、この帯域ではフェライトコアが効きやすくなるので、
もしもの時でも対策が容易になります。20W前後での運用であれば、この辺りは気にする必要はないです。
他社製品ではトランスを併用したものがありますが、絶縁容量(巻線間分布容量)は HAMSTIR DXよりはるかに多いと考えております。


ソフトTNC AGWPEで APRS 9600bpsを運用

まず、1200bpsではTNC内蔵機と遜色ない変復調レベルでしたので、ここでは9600bpsのみをレポートします。
テストは TM-D710, FT-7900, ID-880のデータDATA端子での送受信 及び TM-241改 (9600bps受信回路追加) での受信のみです。(144.64MHzにて)
受信チェックは 宇都宮で赤城山と高尾山のデジピータ受信と VX-8Gでそばで送信した場合の二通りでやりました。
送信チェックは 各リグに HAMSTIR DXをつないで AGWPE + UI-View32で送信操作し、VX-8Gでそばで受信しました。(STも類似

TM-D710, FT-7900の送信については、20回トライして100% VX-8Gが復調しました。
受信については、VX-8Gで送信したものは100%復調しました。
デジピータ受信については、AGWPEのスコープでパルスらしい波形がみえたものについては100%復調しました。判断が難しい!!
ID-880の送信については、100% VX-8Gが復調しましたが、受信については、VX-8Gでそばで送信したものが時々復調できませんでした。
デジピータも復調レベルが低いようです(70%位?!)。電波の強弱の差ではないようです。
TM-241改では受信だけですが、VX-8Gで送信は100%、デジピータ受信は 90%以上復調しているようです。送信は物理的に改造困難でヤメました。
以上から、AGWPE + UI-View32の組み合わせ運用は、けっこういけるという感触を持ちました。
  使用PC:NEC MA-36H (Win2000), Pen366, Ram256MB, サウンドデバイスYAMAHA PCI Audio (DSx)オンボード

このレポートは測定器での定量計測ではなく、感性による部分がほとんどですから、データには誤差が考えられることをご理解ください。


[ページの上に戻る]

[HAMSTIR STのページに戻る]

Copyright 2012 OneChipDesign All rights reserved.