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トロイダルコイルの実験(3)

フェライト系のFT37-75は透磁率が高く、オーディオ帯域以外では共振回路には使えそうにありません。

当たり前のことでも、とりあえず実験してみよう..ということで、共振回路の特性を測定してみました。

最初に、自己共振周波数を確認しておきます。

S11 of ferrite core

自己共振周波数は、4.6MHz付近です。

次に58pF(LCR45で実測)のコンデンサと207uH(LCR45で実測)を並列に接続して測定してみました。 実測値で算出した共振周波数は、1.45MHzです。

S11 of ferrite core

共振周波数は、1.46MHzでほぼ計算通りです。

次に4.7pFを並列に接続して測定してみました。 共振周波数を計算すると、5.1MHzとなり、自己共振周波数を超えています。

S11 of ferrite core

当然の結果ですが、共振周波数は、3.45MHzになりました。 当然の結果ですが、共振周波数は自己共振周波数を超えることはありません。

それでは、透磁率の高いコアは、高周波では使い道がないのか? ということで、コモンモードフィルタのような用途でどうなるか..を測定してみました。

S21の測定です。

Transfer function of ferrite core

不思議なことに、自己共振周波数を超えてImagZが容量性になっても高周波を阻止する能力はなくなっていません。 RealZがかなり大きいので、そのせいでしょうか?

次に、インピーダンス変換に使われる4:1 バランについても測定しました。

S21の測定です。

Transfer function of ferrite core

この結果も不思議なことに、100MHzまでほぼフラットです。 挿入損失が-6dBになっていますが、インピーダンスマッチングの為に、150Ωの抵抗を直列に入れているためで、それを考慮すると挿入損失は0dBです。

インダクタとして作用していない周波数領域でも、コイルとしての特性が維持されているというのは、ちょっと不思議に思えるのですが、フェライトコアは世の中一般でも高い周波数のノイズ対策に使われいるので、測定自体がおかしいということでもなさそうです。

という訳で、結論としては、フェライト系の透磁率の高いトロイダルコアは、自己共振周波数を超える領域でも、コモンモードフィルタとかバランとしては十分使用できるということになりました。

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