HOME > 工作室 > YIGフィルタとそのドライブ回路
昔手がけたものです。ふたたび引きずり出してきてかなり完成に近づきました。
でも役に立つのはいつか? 毎度のことです。
さて今回は YTF(YIIG Tuned Filter) の登場です。

メーカ不明(YIG-TEK?)のL173-14Dと称するYTF。購入価格は
US電子商事にて5000円です。オークションでは倍額で出てます
からご存知でしょう。
周波数は2−27GHzまで可能らしい?。6dBのATTとデテクタも
付属しておりお買い得ということにしておきましょう。

上段の左右コネクタ間は通過帯域幅数十から数百Khzで帯域外は
60dB以上の特性を得られる。
下段の左右コネクタ間は帯域外の特性が20dB程度。と資料に
は書いてありました。

横にはコントロール用の端子が8Pあります。詳細な使い方は全く
わかりません。コントロール電圧を入れると電流制御に変換する
もののようです。
この端子を使った記事がどこかのHPにありますが、大丈夫?と
いうような接続でして、ご注意を。


今回はHICとか回路をはずしメインコイルだけを使用します。
上段コネクタ間はメインチューンコイルのみで制御するようです。
今回作ったものです。

YTFは上段のコネクタのみを使用、下段は使いません。

周波数はロータリーエンコダで可変、GHzのUP/DOWNと
ステップ(10KHzから100KHz)の切り替え。

LCDに周波数とステップを表示といういつものパターンです。
周波数表示は2.00GHz-27.00GHzとしました。

電源は外部から19V1.5Aを供給します。

信号源とパワーメータ(ディテクタでも可)を接続し周波数を
変えてピークを探すという手動式周波数計です。

回路
回路図はこちら。PICのプログラムはご希望があれば配布します。
??な回路、笑わないでください。行き当たりばったりの産物です。
メインコイルには1アンペア以上流しますので電源はそれなりに。
D/Aコンバータはちょっと高かったけど12bitのシリアル接続タイプです。配線が楽です。
定電流のドライバは普通の回路です。終段トランジスタは余裕をもって大きめ(10Aタイプとか)にします。
1.5オームの電流検出抵抗はこのYTFに内蔵されていたものをはずして流用しました。
1.5オームという少し低めの値のおかげでOPアンプ1個で増幅をします。抵抗値が大きければこんどは電源電圧を
上げなければいけないとか発熱の問題もあります。

中間のOPアンプ回路は結果的にこうなってしまったものです。
ゲインとオフセットの2点調整で周波数を合わせるもので、オフセットの減算は差動増幅回路で行っていますが、
入力インピーダンスが低いのは嫌い(という個人的こだわり)のためバッファを入れたり.........要するにアナログ回路は苦手です。


YTFの改造
底板をはずし基板など取り去ります。最終的にフィルタ部分からは7本の線がでています。

紫:メインコイル+  青:メインコイル−
黄:サブコイル     白:サブコイル
オレンジ:ヒータ    オレンジ:ヒータ
黒:アース

使うのはメインコイルの2本で、端子の裏側に接続しておきます。
メインコイルは約7オームです。


YTFの感度
資料から 2GHzは75mA 27GHzは1.075A と予測し、D/A、回路ゲインを決定します。
プログラムの処理は12bit(0から4095)の中で2GHzから27GHzの値を処理でき、10KHzで割り切れるようにするため
200(10進)で2.00GHz 2700で27.00GHz と決定しこの値でのD/Aからの出力電圧が75mAから1.075Aとなるように
しました。OPアンプは単電源の15Vで動作させますので(レールtoレールではない)最大電圧が10から12V程度となる
ゲインに設定します。YTFの”電流対周波数は直線である”という前提で設計しました。

電源は7オームのコイル、1.5オームの抵抗、TRに1A以上流すわけですから15Vとしました。


調整
電流対周波数はどこかで調整しなければなりません。手法としては

1、周波数に対する電流を実測しプログラムを作る。 (電流値に表示を合わせる)
2、電流源のアナログ部分でオフセットとゲインを調整し2点調整をする。 (表示に電流を合わせる)
3、2点の周波数で校正し傾斜を計算しフラッシュROMに記憶する。 (電流値に表示を合わせる)

1は調整のたびにプログラムを書き換えなければならず。
3はスマートですが内部処理に小数点が現れ面倒、そこまでやらなくても
というわけで2の手法にしました。

2つの周波数の信号源を交互に入れ、2つのVRで合わせこみます。(という予定!)


性能
24GHzを入れてみました。ばっちりピークが見えます。電流値はほぼ予定どおりでした。
ステップは50MHzぐらいで良い感じです。ステップを10MHzにしたらピークが2つ出ました、電流が何か
変調を受けているのか?。下限周波数は今度試してみます。


その他
今回の回路、手法はYTFだけではありません。YIG発振器でも同様に使えます、
TUNEコイルに定電流を流すというのは同じで、電流対周波数、周波数レンジ が異なる程度です。

LM317とボリュームを使った定電流回路は簡単ですが周波数の読み取りに問題があり、LCD化したいといのが
今回のテーマでした。


注意
定電流回路はコイル負荷を苦手とします。
場合によっては回路が発振します。最低限オシロで確認してください。


まだ単電源OPアンプについてとか、ロータリーエンコーダの使い方(ソフト編)とか一言あるのですが
今回はここまで。

忘れてました。ここまでくれば電流をスイープすることも可能です。出力をDCに変換しオシロで見れば
”スペアナ”です。ほんとはそこまでやるつもりだったのですが最近根性が無くて。いつかまた。