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ノイズの原因

DBMによるAM変調に興味を持ち変調特性を
測定するためにオーディオシンセを貸し出している
友人が言うには、シンセでやるとそれなりだが
実際にマイクを繋ぐとノイズが・・・・
もう1月以上前から聞いていたのですが、
彼も多忙で放置状態なのでまだ解決していないとの
ことです。
昨日時間が空いたので顔を出してみました。

シンセでOK、マイク+オーディオアンプでノイズ。
原因がマイクかアンプであることは明白です。
しばらくいじってないので回路図がどこに
しまいこんだのか見当たらないというので
チッチャな基板を覚束ない目で追ってゆくと
原因がなんとなく分かりました。
最初は電源のデカップリングが怪しいと睨んだのですが
アイソレーション用抵抗を挟んで滴値なCが2個
ぶら下がっていて、グランドへの落とし方なども
問題ナサゲでしたが、問題はその先にありました。
赤の半透明でサキッチョに青のラインが入った部品が・・・
そう、ツェナDiが入っていたのです。。。
電圧を測ると8.7V位です。
コイツだろうとリード線の片側を取り外してみると
見事ノイズはほとんど気にならなくなりました。

友人はアレェー、ローノイズの使ったのにぃ。。。
とスットンキョウな声を上げてました。(笑
型番はRD9.1*S AB**(*はかすれて見えない)と
見えるのできっとRD9.1JS AB1(ローノイズ)でしょう。
こんなところを定電圧にする必要ないっしょや!@北海道弁
と有無を言わさず取り外してごみ箱へポイしました。w

以前にも固定ページのリニアアンプのカテゴリに
書きましたがツェナDiはノイズ発生素子です。
5V程度を堺にそれより下の電圧ではツェナー
ブレークダウン特性で、上の電圧ではアバランシェ
ブレークダウンです。
温度特性や電圧の安定度も違います。
特にアバランシェのものは強烈なノイズ発生器です。
このようにまったく振る舞いの違うデバイスとなるので、
5V以下はツェナDiで良いのですが、5V以上はアバランシェDi
とでも呼べばいいのに・・・などと思ってしまいます。

ちなみにローノイズタイプと言うのは1/3〜1/10程度に軽減されます。
更にノイズ対策のCをぱらったぐらいではアバランシェのDiによる
広帯域ノイズはすっかりは収まってくれない程なのです。

例@温度特性

ツェナーブレークダウン(負特性)

アバランシェブレークダウン(逆転して正特性になる)

 グラフは5V辺りで切れていてプラマイの境界になっているので
 その辺りの温度特性が優れていることは容易に想像がつきます。

それはともかくツェナ領域では電圧の安定度がイマイチで
アバランシェ領域では広帯域にノイズをばら撒く。。。
またその辺りを堺に温度特性も反転する。
原理上これらの現象は致し方ありません。
いくらノイズ対策や電圧安定化のためのCをぶら下げても
軽減は出来されますが根本的な対策にはならないんです。
いつも言ってますが4.8〜5.5V辺りのもの(個体差あり)は
これらの不具合がかなり軽減されます。

ノイズは激減・温度特性もほぼなし・電圧安定度もそこそこ

ですから-55Vなんていう真空管グリッドバイアスなどは
5V程度のツェナDiを11シリーズとかにしちゃうわけです。
実際には15本くらいシリーズにしてショートしながら
5V単位でアイドリング電流を調整するのですが。
100本0.5K円なんてときにまとめ買いするので15本使っても
75円程度ですし。ww
パワートランジスタやFETでブーストするときも一緒です。
ですからTL-922の1S265の代替品である7.5V(10W以上)など
メジャーなリニアアンプの修理用部品とか、実用の前の
実験段階で使う35V50Wなどの他で在庫しているものは、
4.5V以上〜6V以下のものばかりです。

リニアアンプのバイアス回路なんかではそんなこと気にしなくても
ツェナ回路が送信時にだけ入り込み受信時に切り離されるなら
大丈夫と思うかもしれませんが、受信時も入りっぱなしで送受を
SG電圧有り・無しなど他回路で切り替えるような場合は注意が必要です。
またコンテスト局などであるバンドで送信すると受信中の
他のバンドにノイズが・・・ってこともあるでしょう。
送信時にアイドリングだけでノイズが出る場合は疑ってみるべきです。
BPFやアンテナ位置関係・コモンモード対策等で回り込み対策しても
だめな場合の一例です。

おっとまたもや大幅に脱線しましたが、よぉはマイクアンプ
などという微小信号を扱う高感度アンプはちょっとしたノイズにも
気を使わなくてはいけないのが当たり前。
そこにノイズ発生器を同居させてしまったの原因でした。
低周波にもノイズが発生するかって?
やってみてください。(笑

取り外しても問題なく動きますが、どぉしても付けておきたければ
RD9.1・・・ではなくRD5.1・・・などを使うべきです。
ヘッドは5Vでも十分働くデバイスですから。
もし10V程必要なら2個シリーズにしましょう。

帰り際に友人から、ツェナDiって過電流などでお釈迦になったら
オープンにならないの?という質問が。
3極管アンプのバイアス用として還流路に入れるDiが球のラッシュで
ヒューズ代わりに切れてくれるなど便利なときもあるでしょうが、
経験上残念ながら多くの場合はショート状態になります。
オーミックコンタクトやオープンになることは稀でしょう。

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