L型ATTの勘違い

一番簡単な構造を持つL型ATT使用の失敗談です。

50Ω純抵抗受けのアンプで1KW免許を取得しようとした友人。
エキサイタは100W機で、フルパワーではオーバードライブです。
そこで考えたのがL型ATT。

　　　　　—-Ｒ１——-
　　　　　　　　　　│　
エキサイタ　　　　Ｒ２ 　　リニア（グリッド入力）
　　　　　　　　　　│　
　　　　　—————

ここまでは拙生のクラブ局用アンプと全く同じ状況です。
（同じ構成ですから。。。）

で、拙生が紹介したATT計算サイトで、6dB減衰のL型ATTを
計算・作成しドライブしたところ、エキサイタから見た
SWRが上昇（1.5程度）し、フルドライブではIgが流れてしまう
とのことでした。

電話で詳細を聞くとなにかおかしい。
そうなんです。6dBのL型ATTは計算させるとR１が25Ω、
R2が50Ωとなります。
友人は50Ωの無誘導抵抗はすでに入っているのでOKとし、
R1の25Ωを加えただけだったのです。

計算サイトで算出したものは入出力ポートが50Ωですが、
球のIgが流れなければCgの入力Zは高インピーダンスとなり、
条件に適合しておりませぬ！
50Ωで受けたもの（入力容量は無視してのお話）に対して
初めて算出した値が適用されるのです。
50ΩはR2とパラに入り込んでいなければならないのです。
つまり合成して1本で済ませるなら25Ωとなります。

R2を合成した値で考えれば、R1とともに25Ωですから
電力は1/2（-3dB）ですが、AB1クラスのグリッドドライブは
電圧ドライブなので電圧も1/2、つまり6dB落ちということです。

友人方式ではエキサイタから見ると25+50Ωで75Ωとなり、
VSWR1.5程度になるのは正常な表示であり、R1・R2の比から
3.5dBのATTとなります。
1.5程度だからとエキサイタ間をアンテナチューナーを
使用してフルドライブすると、電圧はEcg（-51V）を
超えてIgも流れたのは当然でしょう。
6dBATTならドライブは35.4V、ピーク値でも50Vですね。

ALCの併用も考えましたが、なぜか50Ω無誘導抵抗を
たくさん持っていとのことで、4個をパラシリーズにして
中点からドライブするようアドバイスしました。

L型は構造が簡単で今回のような用途では使用可能ですが、
πやT型のようにポート双方向での可逆性はありませんので
使えない場所もあるので要注意です。R
（πやT型でもZ変換を兼ねたものには可逆性なし。）

なお上記例では入力合成Rは25Ωとなるので、入力容量が
110pFもあってもキャンセルコイルなしで29MHzのVSWRが
1.12程度に収まっています。
それ以下の周波数では全く問題なく、50MHzでも1.33を
保っていてなんとか使える値？
気になる方は50MHzだけ0.1μHをリレーなどでぶら下げれば
よいでしょう。
正確に計算すると50.1MHz・110pFだと0.0917μHですが、
SWRだけなら0.1μHでも1.005です。
2mmの銅線を直径15mmコイル長15mmで3回も巻けば計算上
ぴったり0.0917μHですが、配線長を最短にしても0.1μH
位になるでしょうから、コイル長を引き延ばして調整します。
＊直径とコイル長が同じくしてあるのは、ハイＱが要求される
　コイルを作成するときのくせで、ここではＱはあまり
　気にしなくてもよいのでこだわる必要はありませぬ。

ちなみに200W機などでドライブパワーが余っている場合、
12.5Ωで受ければなんの細工もなしに50MHzでも1.09程度です。
110pFはGU74Bパラの場合などですから、これがシングルとか
違う球で55pF程度なら1.00023とキャンセルLは全く必要ありません。
トロイダルコア1個ないし2個（4:1のステップダウン）で
すんでしまいますね。

■　ついでなのでATTについてもうちょっと語ります。

ATTは一般的なπ型やT型以外にもあります。
拙生が知っているだけでも20種類以上。

例えば不平衡型を上下対象に配置すると平衡型になります。

　　　　　——-Ｒ１—–
　　　　　　│　　　　│　
IN　　　　Ｒ２ 　　 Ｒ３ 　OUT 　　不平衡
　　　　　　│　　　　│
　　　　　—————-

　　　　　↓

　　　　——–Ｒ１———
　　　　　　│　　　　│　
　　　　　Ｒ２ 　　 Ｒ３
　　　　　　│　　　　│
IN　　　　G————G　　　OUT　　　平衡　
　　　　　　│　　　　│　
　　　　　Ｒ４ 　　 Ｒ５
　　　　　　│　　　　│
　　　　——–Ｒ６———

勿論Tやブリッジ型の組合せでも平衡型ができます。

グランドレベルが不要（フローティング）なら以下でOK。
　　　　　↓

　　　　　——-Ｒ１—–
　　　　　　│　　　　│　
IN　　　　Ｒ２ 　　 Ｒ３　　　OUT 　　平衡
　　　　　　│　　　　│
　　　　　——-Ｒ４—–

こんな感じで組み合わせられるので、いくらでも
出来そうです。

最後のATTの計算式を例として示します。

R1=R4=(Z/4)((10^(loss/20))^2-1)/(10^(loss/20))
R2=R3=Z((10^(loss/20)+1)/(10^(loss/20)-1))
　　　　　　　　　　　　(lossは必要減衰量(dB))

この程度の式は表計算ソフトや関数電卓に簡単に
放り込めますが、なにせATTの種類が多く面倒で
全部を作る気にはなりません。（笑
幸いにもweb上で計算できるサイトがたくさんあるので、
ありがたく利用させていただいています。

参考になるサイトがありますのでご紹介しておきます。

多くのATTの種類と計算式が掲載されている
TOKYO KO-ON DENPA WEBSITE

ATT以外にも便利なツールがたくさんある。
（インピーダンス変換用ATTの計算できるツールは
　　　　　　　　　　他サイトで見たことがない。）
高周波回路設計(RF Design PLL Design) RFDN !

RF設計ツール → インピーダンス変換(マッチング)用

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