共振回路のコンデンサとコイルの値の決め方がよく分かりません。

短波帯受信機のプリアンプを作ってみようと思っているのですが、並列共振回路のコイルとコンデンサの最も良い値の組み合わせがわかりません。共振周波数のf=1/(2π√LC)だと同じ周波数になるLとCの組み合わせは沢山出来ますが、どのような値の組み合わせが良いのか、感度がよく安定したものにするにはどのような事にポイントをおけば良いのか教えてください。FCZコイルなど既製品の設計値がなぜそのような値なのかもあわせてお願いします。

質問者からの補足コメント

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  また、同じ共振周波数でLの値が大きくCの値が小さい並列共振回路と逆にCの値が大きくLの値が小さい並列共振回路では何が大きく違ってくるのでしょうか？

    補足日時：2018/10/30 22:34

No.3 ベストアンサー 回答者： m-jiro 回答日時： 2018/11/01 22:49

FCZコイルをご存知ならその値で作るのが良いでしょう。

まずは実現できるものでないとダメですね。例えば7MHzで共振されるには 5μH と 100pF 程度になりますが計算上は 50μH と 10pF でも共振します。しかし巻いたコイルの線間に生じる静電容量や配線に生じる浮遊容量が恐らく10pFを軽く超えるでしょうから実現できないでしょう。
逆に 0.5μH と 1000pF ではQが低くなり過ぎて使い物にならないと思います。

Qというのは共振回路の良好度のことです。一般にLを大きくするとQは大きくなります。Qが大きいほど鋭い共振特性を示すので大きい方が良いように思えますがそうでもありません。トランジスタの入出力インピーダンスが並列になるので大きくならないのです。ということは大きくしようとしてもほぼ意味がないのです。
またQが大きいと共振インピーダンスが高くなるのでゲインが大きくなります。ところがゲインが大きいと動作は不安定になります。具体的には発振して手がつけられなくなります。これを止めるにはゲインを犠牲にして C大、L小 にせざるを得なくなります。コイルのタップを使うのも良い方法です。
FCZなど既製のコイルはこのあたりを考慮して最も使いやすい定数にしてあります。

私も昔はあなたのようなことをしていました。当時FCZはなかったので自作。調整の段階でコイルは何度も何度も作り替えです。発振を止めるのにタップの位置の調整とか中和回路を入れたり。根気との勝負です。がんばって

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。ジャンクで入手した１０KのコイルがあるのでFCZのデータを参考に巻いてみようと思います。回答を拝見してがぜんやる気が出てきました。難しい計算は今後製作をしながら勉強するとして、カット＆トライでやってみます。ありがとうございました。

お礼日時：2018/11/06 15:39

No.2 回答者： angkor_h 回答日時： 2018/10/31 13:50

No.1です。

> 同じ共振周波数だからと言って適当なCとLの組合わせではダメだということですね。
そうです。
CL並列共振のインピーダンス(の絶対値)あるいは出力電圧は山形になりますが、
この山がCL値によって、槍のように鋭いか鍋のように裾広いかという差になります。

No.1 回答者： angkor_h 回答日時： 2018/10/30 17:30

受信回路における共振回路であれば、並列共振かと思います。

線路のインピーダンス、LやCの素子値によって、その電圧対周波数応答が変わります。
共振時の最大電圧に対して、
その0.707(1/√2)倍となる周波数帯域が共振帯域と呼ばれ、受信帯域の目安となります。
LやCの素子値は、その回路の線路インピーダンスと受信帯域から求めます。
感度の安定性とは、この受診帯域が適度であることです。
これが狭すぎれば感度は増すが安定せず(すぐに同調が外れるとか)、
逆に広すぎれば安定はするがノイズが増える(感度が下がる)という結果になります。

発振器と内部抵抗と負荷抵抗(線路インピーダンス)、その間にLC並列回路を置いた等価回路で、
負荷抵抗における周波数応答を計算してみれば、それが実感できるでしょう。
EXCELを使えば簡単です。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。受信帯域と安定性の関係の説明がよく分かった気がします。

”LやCの素子値は、その回路の線路インピーダンスと受信帯域から求めます。”ということは、同じ共振周波数だからと言って適当なCとLの組合わせではダメだということですね。

お礼日時：2018/10/30 22:39