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かにの泡ぶく


2006-07-11 今日のお楽しみ。

_ インピーダンス実測。

先日ふと思った謎を解明すべく、今日、おうちで仕事の合間(というか仕事しながら)クリスタルイヤホンと、今回作っているラジオ実験専用低周波アンプの入力インピーダンスの実測をしてみました。

とはいえはて? どのようにやりましょうか。我が家にはインピーダンスメータ、もしくは、インピーダンスブリッジなどという高尚な測定器はありません。そこで、信号発生器とオシロを使って、右図のような回路をさくっと組んでみました。

図中Rは、サンプルのインピーダンスに対して充分に小さい値であることが望ましいです。で、測りたい周波数をこの回路に加えて、R両端の電圧(振幅)をオシロで測定。信号発生器の条件はそのままで、SWをVRに切り替えて、VRをまわしてオシロがサンプル測定時と同じ振幅になる位置を求め、そのときのVRの抵抗値をテスタで測るというものです。

なんか遠回りですが、まぁ素人の趣味ですからこれでも充分でしょう。

そしてついに、長年の謎だった『クリスタルイヤホンのインピーダンス』と、今回製作中のラジオ実験用アンプの入力インピーダンスを測ってみました。
クリスタルイヤホンは一般的に言われているように(ゲルマラジオに直結するぐらいだから)インピーダンス高いだろうということで、R:4.7Kオーム、VRは1Mオームでやってみました。
今回製作中のラジオ実験用アンプは、4.7Kオームでは振幅が小さすぎて測定しにくく、100Kオームで実施しました。

私が勝手にそのへんの部品かき集めて素人測定した結果ですので、なんら信憑性ないです。参考以下のヨタ話的に受け止めてくださいね。

本物 :すごい昔(30年もの)から使っているクリスタルイヤホン。
    ロッシェル塩使用の本当のクリスタルイヤホン。
圧電 :ここ最近入手できるセラミック圧電クリスタルイヤホン。
アンプ:今作っているラジオ実験用アンプ。

周波数は [Hz]、インピーダンスは オーム。
+--------+--------+--------+----------+ | 周波数 | 本物 | 圧電 | アンプ | +--------+--------+--------+----------+ | 800 | 236K | 2.4K | 1100K | | 1600 | 136K | 1.0K | 1100K | | 3200 | 62K | 0.4K | 1000K | | 8000 | 30K | 0.3K | 820K | +--------+--------+--------+----------+
いや〜驚きました。みなさんどうですか? この結果見て。

インピーダンスが高い高いってさんざん言われていたクリスタルイヤホン。本物であっても800Hzで236Kオーム程度なんですね。私はてっきり、平気で500Kオームキープだろうって予想していたのですが、意外と低いのにびっくりです。だって、ゲルマラジオの出力段って、1Mオームの抵抗で終端されている回路が一般的じゃないですか(これが無くても動作に問題ないことは誰しも経験することですが)。だから、1Mオームと対等できるぐらいのインピーダンスあるんだろうなぁって思っていたのですけど。
そしてもっと意外なのが、セラミック圧電クリスタルイヤホン。ロッシェル塩に比べれば低いだろうと思ってはいましたが、まさか一桁二桁違うとは思いませんでした。これだとゲルマラジオ直結だと厳しい状況になるかもしれないですね。次回は、このふたつのイヤホンで聞き比べて、どの程度の差が生じるのか調べてみたいと思います。

して、現在製作中のラジオ実験用アンプ。いい感じじゃないですか。ほぼ理論値通りです。先日テストにちょいとゲルマラジオにつなげてみたところ、クリスタルイヤホンでゲルマラジオ聴くときよりも圧倒的に周波数分離が良くなったことを体感しましたが、このハイインピーダンス入力により、同調回路への負担が軽くなってQが高くなった(というよりは、Qの低下を防げた)のでしょうね。データから裏付けることができました。

あー面白い。なんにしても、どんなことでも、自分の頭で、手で、眼で、耳で・・・という、自分で実際に実験しながら自然現象、物理現象を測定して検証するということは、本当にとても面白くてたまらないです。

_ 現在製作中のラジオ実験用アンプ最終回路図。

結局こんなふうになりました。これでFix予定です。

あまりのハイインピーダンス入力が災いして、部屋のエアコンが動くたびにインバータノイズを拾うなどの現象がありましたが、これらも一応、解決済みです。当初手抜きしてつけてなかった小容量のパスコン、やっぱ無いとだめですね。

2006年7月12日追記:実装しておきながら回路図への反映忘れてた部品一個追加しました。386の2番ピンの気休め100pFです。

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_ まつ (2006-07-12 00:03)

> ロッシェル塩に比べれば低いだろうと思ってはいましたが、まさか一桁違うとは思いませんでした。<br><br>二桁?? 一桁?? (一桁低いという予想よりも一桁違う??)

_ 青木 (2006-07-12 10:03)

ほんとだ。二桁だった ^^)


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