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JJ1LFO ～線無きことかな～ (2024/10/21 10:35:33)

QRP SWRインジケータの製作 (2021/7/5 12:01:00)

2つの LED で整合具合を確認できる、ブリッジ方式の小型 SWR インジケータを製作した。

では、スペースの関係もあるし、IC-705 本体に SWR メータ機能があるので省略していた、

SWR インジケータ。

アンテナ・チューナの調整時に、いちいち IC-705 の MULTI つまみを押して送信出力を絞り。

調整が終わったら、また送信出力を戻すのが面倒になってきた。

特に CW 運用中は MULTI つまみは、WPM の調整のままにしておきたい。

ブリッジ方式の SWR インジケータならば、スイッチ一つのワンアクションで

ということで目的に合致。

Four State QRP Group が頒布している、David Cripe, NMØS さん設計の 4S-Tuner には、

一般的な SWR が下がると1つの LED が消灯するブリッジ方式のSWRインジケータとは違って。

赤色/緑色 2 つの LED を使い。

となる巧妙な回路で、直観的で分かりやすい使い勝手の

SWR インジケータが搭載されている。

4S-Tuner の SWR インジケータ回路は

の左半分を参照。

送信機からの入力電圧を D2, C3 で整流して LED の駆動電圧を作り。

47Ωのホイーストン・ブリッジで、負荷が 47Ωからずれると、

マイナス電位が現れる D1, C4 の接続点の電圧を利用して

赤色／緑色 LED の電流を制御する回路になっている。

詳細な動作を確認する為、下図のように

送信機から 5W 入力で、アンテナ負荷を 10 Ω から 250 Ω まで（SWR 1.0 から 5.0）振って

LTspice でシミュレートしてみたところ。

どうも緑色 LED に電流が流れ過ぎのような感じ。

そこで、R4 の 1 kΩを 4.7 kΩと大きくしてみたら、

以下のように赤色と緑色の LED にバランス良く電流が流れるようになった。

しかし、赤色 LED が完全に消灯する範囲が SWR 1.5 以上と少し広すぎるように思う。

もう少し狭い範囲で赤色 LED が完全消灯するよう、回路を考え直す事にする。

送信機からの入力を D1, C1 で整流して LED を点灯させる電源に使う。
R1, R2, R3 と負荷となる ANTENNA で、ホイーストン・ブリッジを構成。
ANTENNA 負荷が 51 Ohm の場合はブリッジがバランスする為にR1, R2 の接続点と、R3 と負荷の接続点の間には電圧が現れない。
しかし ANTENNA 負荷が 51 Ohm から外れるに従って電圧が現れ、D2, C2 の接続点に整流された正の直流電圧が現れる。
この直流電圧で、Q1 による電圧制御定電流回路を駆動して赤色 LED を点灯させる。
Q1 の定電流回路には、反対側に Q2 による固定電圧定電流回路が組み合わされており Q1 のコレクタ電流が減るに従って Q2 コレクタ電流が流れ緑色 LED を駆動する。
SWR が 1.0 に近い場合には、赤色 LED には電流が流れず完全に消灯し、緑色 LED のみが点灯する。
赤色 LED と緑色 LED の明るさが同じ位になる SWR は、R6, R7 の分圧回路による Q2 の Base 電圧で調節される。

送信機出力 5W を想定し、R1, R2, R3 は 51 Ohm, 2W の抵抗。
TR Q1, Q2 は、偶々手持ちにあった 2SC945 （古い！）を使用したが、一般的なシリコン低周波用 NPN トランジスタなら何でもOK.
D1, D2 も手持ちの 1N4188 を使用したが、こちらも一般的なシリコン小信号用ダイオードなら何でもOK. D2 はショットキーやゲルマにすると SWR 最低点の感度を少し上げることができる。