Impedance Matching

　せっかくnanoVNAが有るのだからインピーダンスマッチングの実験。私は手の人なので説明を聞いたり読んだりしてもなかなか理解出来ない。でも手で触れば何となくイメージが頭の中に湧いてくる。「愚者は経験に学び、賢者は歴史に学ぶ」と言われるけど、典型的な愚者だな（笑）。
　実験用のボードに100Ωの抵抗と直列に確か100nFのコンデンサを半田付けした。50Ωを基準とすれば抵抗がデカすぎて少しコンデンサ的な状態になって居るはず。
　コイルとコンデンサを使ったマッチングは周波数に依存するので、nanoVNAの測定周波数は120MHzとしてみた。航空無線の帯域であることと、グライダー無線の26MHzだとコイルがデカくなりすぎる気がしたから。
　測定結果は予想通りに、抵抗大で少しコンデンサ的だとスミスチャート様が言っている。
　理論上は数種類のマッチング方法が考えられるけど、工作とかコンデンサの耐容量？的に直列にコイル、並列にコンデンサの方式がやりやすい様な気がして居る。
　そう考えると今回の場合はまずは並列コンデンサで左下にグーッと動かして50Ωの線上に載せ、次に直列コイルで時計回りに中央の点に持って来るしか無い事が解る。
　試行錯誤で並列コンデンサの容量は11pFと成った。





　測定結果はこんな感じで少し足りない感じもする。最終的にコイルを付けた後で12pFに変更した。 



　次は直列にコイルの番。0.6mmくらいの線をドライバの軸に巻き付けて数種類のコイルを作り、それから最適なヤツを選択した。




　ほぼ中央の50Ωで虚数成分もゼロに近い所に持ってこれた。SWR表示だと1.038とできすぎの状態。



　ここまでは試行錯誤で定数を求めたけど、スミスチャートから定数を求めてみる。使うのはクイックスミスというオンラインツール。計算でも出来るけど複素数の計算とか忘れたので今の私には出来ない。
　クイックスミスから並列コンデンサの容量は11.40pFで直列コイルは66uHと出た。これを試行錯誤の値と比べてみたい。
　コンデンサは11pFか12pFかで迷った訳だから計算上の11.40pFとほぼピッタリであることが解る。
　この位のコイルを正確に測定する術を持たないのだけど、秋月のLCRメータの100kHzモードで測定して見ると今回のコイルは74uHと出た。測定器とか測定方法が怪しい事を考慮すると「合っている」と考えても良さそうな感じ。

　こんな実験には写真のチップ抵抗キットが凄く役に立つ。これは各種の抵抗やコンデンサが数十個ずつズラーッと8000個くらい入って居る。そして1冊が2,000円前後で買える。
　当然アリエクスプレスから買うわけだけど、日本で必要なサイズのチップを買い集めると10種類くらいでこのキットの金額を超えてしまう感じ。
　中国嫌いの人には無理にお勧めしないけど、気にしない人にはnanoVNAとチップ部品キットを強くお勧めする。頭の痛くなる本を何冊も買って読むよりも役に立つ。
　ああ、私みたいな「手の人」限定の話だな。複素数とかを簡単にイメージできる人は、本をサラッと読むだけで前に進む事が出来るから必要ない。