パイマッチの考え方
1998年11月3日掲載 貴方は番目のお越しです。
調整の仕方はわかっているとしても、いざ作るとなるともう一つ釈然としないのがパイマッチです。 ここでは基本的な動作と調整の仕方、それに作り方について考えてみました。 少しつっこんだ内容になっています。 動作と設計
パイマッチの基本的な考え方は比較的簡単です。Ｃ＋ＬのＬ型回路とＬ＋ＣのＬ型回路が従属されているとして扱う と楽です。最初のＬ型回路でＲ１があるインピーダンスＲ２まで下げられ、２番目のＬ型回路でそれがＲ３、例えば ５０Ωまであげられるというものです。バリコンの容量は、後述しますが、おのおののＬ型回路のインピーダンス変換比を決定するＱ値をパラメータとして、 簡単に求められます。つまり、 Ｘｃ＝Ｒ／Ｑ ここにＲは、Ｒ１とＲ３です。この関係は、前後いずれのＬ型回路についても共通に成り立ちます。 それで、Ｒ３は５０Ωでよいわけですが、Ｒ１や、Ｑ１やＱ２をどう選ぶか、これが問題です。これらが決まれば、 Ｘｃ、つまり、２つのバリコンの容量は上の式から求められます。そして、Ｃが決まれば自動的にＬも決まります。 これがつまり、設計手順です。設計手順と言うより、計算手順かもしれませんね。。。 Ｒの決め方 Ｒの決め方には２通りの方法があります。基本的には後者がおすすめですが、自由に使いこなすには特性曲線を 実験などで求める必要があり、少し面倒です。 （１）Ｒ＝（終段真空管のプレート電圧）／（プレート電流のｋ倍）で求める方法 ここでｋは、増幅する信号と終段動作によって変わってきます。 信号が連続キャリヤで、終段がＡ級動作する場合は１．３程度、Ｂ級では１．６程度、Ｃ級では２程度とします。 ＳＳＢのような波高値の高い信号の時はもう少し高めに設定し、一般的なＡＢ級では１．８程度にします。 ＳＳＢをＡ級で増幅する場合はどうするのでしょうか？ 私にはわかりません。 このようにｋの値でプレート負荷抵抗を求める理由は、動作クラスによって、プレート電流の流れ方が違う ということに起因します。Ａ級では基本波（電波）の１サイクル期間すべてにわたって電流が流れますが、ＡＢ 級やＢ級では半周期ほどしか流れず、さらにＣ級では電流は９０度以下しか流れないといったことも起きます。 そうすると、たとえメーター指示値が同じであったとしても、たとえばＣ級のようにパルス状に流れる電流と、 Ａ級のように連続的に流れる電流では、波高値は全く違うと予想されます。このあたりを補正して、最大出力が 得られる負荷抵抗を正しく予想しようというのがｋ値の導入の目的であると思われます。 （２）終段管の静特性曲線を利用する方法 一般のオーディオアンプのように、負荷直線として結んだプレート供給電圧とＥｃ＝０の肩電圧を利用して 負荷抵抗を求める方法です。詳細は適当な解説書に譲るとして、式だけ抜き出しますと、 Ｒ＝（プレート供給電圧−Ｅｃ＝０の肩電圧）／（Ｅｃ＝０の肩電流）×２ 試しに６１４６を例に、プレート電圧６００Ｖ、スクリーン電圧２００Ｖの場合について計算してみますと、 プレート特性の図（右下）より、Ｅｃ＝０の肩電圧、肩電流はそれぞれ、６０Ｖ、３５０ｍＡ程度ですから、 Ｒ＝（６００−６０）／０．３５×２＝３０８６Ω となり、規格表にある３Ｋという値と良好に一致します。 これ以上進めるには、ＡＢ球の動作バイアス点をどこに選ぶかなど、少々面倒な検討も必要になります。。。 Ｑの決め方 １番目のＬ型回路のＱ１、２番目のＬ型回路のＱ２決めれば２つのバリコンの容量が求まりますが、パイマッチ 回路では、最初のＬ型回路のＱ１を決めれば２つ目のＱ２は自動的に決まります。 なぜそうなるか？ Ｌ型回路の動作を考えればすぐにわかります。 上図を見てください。最初のＬ型回路の入力と出力のＲ１とＲ２の比は、 Ｒ１／Ｒ２＝Ｑ１^２＋１ たとえば、Ｒ１＝４Ｋ、Ｑ１＝１２とすると、Ｒ２は Ｒ２＝Ｒ１／（Ｑ１^２＋１）＝２７．６Ω ここで、負荷は５０Ωなどに決まっていますから、２つ目のＬ型回路によるＲ２＝２７．６からＲ３＝５０Ωへの 変換は、 Ｑ２＝（５０／２７．６−１）^0.5 ＝ ０．９ と自動的に決まるわけです。 値の善し悪しは別にして、Ｑ１＝１２と決めると、４Ｋから５０Ωへのインピーダンス整合は、この条件以外では あり得ません。 さて、Ｑ１は、一般に１２程度にとります。リニヤアンプでは１５程度にする場合もあるようです。一般に、１０ から１５の範囲であれば問題ないといわれているようです。 この値の根拠、あるいは本当によいのかどうかは私にはわかりませんが、大きくすると、同調回路としての シャープさは出ますが、それは環流電流の増加を意味し、結局熱による損失の増大を招き、一方小さすぎると、 高調波に対する防備が手薄になって、ちょうど１０から１５位が手頃であると解説されている場合が多いようです。 試しに、Ｑをパラメータに、第２高調波と第５高調波に対して、基本波に比較して同調電流が何ｄＢ低下するか、 定義式から簡単に計算してみました。 Q 5th 2nd 5 -34.0 -26.0 8 -38.0 -30.1 10 -40.0 -32.0 15 -43.5 -35.6 20 -46.0 -38.0 Ｑが１０から１５の範囲では、第２高調波に対しては十分な減衰とはいえないようです。また、Ｑが少々変化して も、高調波抑圧という観点からはあまり大きな変化はないように思えます。 以上述べたＱの決定について再度まとめます。値の善し悪しは別にして、Ｑ１を１０〜１５程度に決めると、 Ｒ１とＲ２の関係が決まり、あとはＲ２とＲ３の関係から自動的にＱ２が決まります。 以上で、Ｒ１とＱが決まりました。それにより、直ちにバリコンのＸｃを求めることができます。つまり、 Ｘｃ１＝Ｒ１／Ｑ１、 Ｘｃ２＝Ｒ３／Ｑ２ Ｘｃは、ω＝２πfで容量に直せます。さらに、２つのバリコンの合成容量で目的の周波数に共振するＬを求めれば 万事ＯＫです。 計算の順序を整理すると、 １）Ｒ１とＱ１を決める。 ２）プレートバリコンを算出 ３）Ｑ２を計算して、ロードバリコンを算出 ４）Ｌを計算 ここで、ひとつ興味あることに気づきます。Ｒ１とＱ１が決まればＲ２が決まりますが、そこでＱ２は負にはでき ませんから、常にＲ２＜Ｒ３でないとパイマッチは使用できないということです。 逆に、Ｒ３を５０Ωと決めると、Ｒ２＜５０ΩとできるようなＱ１は、Ｒ１に対して決まってしまい、それがＱ１の 推奨範囲を超えていたらパイマッチは使えないわけです。 ＱＲＰの送信機で、極端に電流が少なく、プレート負荷が高くなるよな場合、あるいは本格的な送信管を高圧低電流 で使用するような場合には、Ｑ１は極端に大きくなってパイマッチは使えません。このような場合はリンクコイルで マッチングをとる方法が使えます。また別項で説明します。 パイマッチの定数
ここまでのまとめとして、各負荷インピーダンスに対する、Ｒ２＝５０、７５Ω、Ｑ＝１２，１５としたときの 回路素子定数を求めておきました。 R1 R3 Q Xc1 XL Xc2 R1 R3 Q Xc1 XL Xc2 1000 50 12 83.33333333 100 20 1000 75 12 83.33333333 104.4306984 23.86671853 2000 50 12 166.6666667 187.8646231 30.86066999 2000 75 12 166.6666667 194.5729303 35.60344975 3000 50 12 250 272.9014773 42.00840252 3000 75 12 250 281.7969346 46.29100499 4000 50 12 333.3333333 355.9003536 55.47001962 4000 75 12 333.3333333 367.2003051 57.20775535 5000 50 12 416.6666667 436.9248411 74.53559925 5000 75 12 416.6666667 451.1715231 69.1898406 6000 50 12 500 515.4387089 109.5445115 6000 75 12 500 533.8505304 83.20502943 7000 50 12 583.3333333 588.4336252 264.5751311 7000 75 12 583.3333333 615.2287356 100.8032258 8000 50 12 666.6666667 #NUM! #NUM! 8000 75 12 666.6666667 695.1436657 125.1086484 9000 50 12 750 #NUM! #NUM! 9000 75 12 750 773.1580633 164.3167673 10000 50 12 833.3333333 #NUM! #NUM! 10000 75 12 833.3333333 847.986482 253.5462764 11000 50 12 916.6666667 #NUM! #NUM! 11000 75 12 916.6666667 #NUM! #NUM! 12000 50 12 1000 #NUM! #NUM! 12000 75 12 1000 #NUM! #NUM! 13000 50 12 1083.333333 #NUM! #NUM! 13000 75 12 1083.333333 #NUM! #NUM! 14000 50 12 1166.666667 #NUM! #NUM! 14000 75 12 1166.666667 #NUM! #NUM! 15000 50 12 1250 #NUM! #NUM! 15000 75 12 1250 #NUM! #NUM! 1000 50 15 66.66666667 80.57239516 15.57942382 1000 75 15 66.66666667 84.04311995 18.77936572 2000 50 15 133.3333333 151.8264236 23.18694479 2000 75 15 133.3333333 156.938448 27.43188585 3000 50 15 200 221.1946459 30.0601806 3000 75 15 200 227.7396354 34.78041718 4000 50 15 266.6666667 289.3969134 37.01166051 4000 75 15 266.6666667 297.3328393 41.68275108 5000 50 15 333.3333333 356.6924163 44.54354032 5000 75 15 333.3333333 366.0611169 48.51346705 6000 50 15 400 423.1820747 53.19951766 6000 75 15 400 434.0953701 55.51749076 7000 50 15 466.6666667 488.8776402 63.79472895 7000 75 15 466.6666667 501.5294582 62.90696648 8000 50 15 533.3333333 553.7083762 77.84989442 8000 75 15 533.3333333 568.4145058 70.90791889 9000 50 15 600 617.4766605 98.90707101 9000 75 15 600 634.773112 79.79927649 10000 50 15 666.6666667 679.6705809 138.6750491 10000 75 15 666.6666667 700.6047168 89.96402159 11000 50 15 733.3333333 738.1265054 302.7650354 11000 75 15 733.3333333 765.8854753 101.9762701 12000 50 15 800 #NUM! #NUM! 12000 75 15 800 830.5625644 116.7748416 13000 50 15 866.6666667 #NUM! #NUM! 13000 75 15 866.6666667 894.5393426 136.0612297 14000 50 15 933.3333333 #NUM! #NUM! 14000 75 15 933.3333333 957.6394142 163.3857866 15000 50 15 1000 #NUM! #NUM! 15000 75 15 1000 1019.505871 208.0125736 上表の、値が入っていないところは、上に述べたような理由によりパイマッチが原理的に成り立たない範囲です。 実際の使用に当たっては、アンテナが純抵抗であるとは限りませんから、この「成り立たない範囲」ぎりぎりでの 使用を想定した設計はさけた方が良さそうです。 以上、通り一辺の説明をしました。これらは、適当な関連書籍をくればどこかに載っている内容だと思います。 なお書籍によっては、パイマッチ回路をＬ型回路２つに分けて上記の流れで考えるものや、ひとつのＬＣネット ワークとして考えてしまうものがあります。後者では、Ｑはひとつしか出てきませんが、上述のＱ１に相当すると 思えば問題ありません。Ｑ２は、自動的に決まるという考えで消去して扱っているからです。パイマッチによるインピーダンスマッチング
さて、ここではつぎに、パイマッチについてよく言われる特徴： 広い範囲にインピーダンスマッチングが可能 ということについて考えてみます。 まず、インピーダンスマッチングが可能という意味ですが、これは、値の固定したコイルを用いて、２つのバリコン を調整すれば、幅広いインピーダンスにマッチングができる、そのように操作できるという意味です。 たとえば、上の表で求めた、Ｒ３＝５０Ω負荷に適合したコイルを用いて、７５Ωに整合させた場合のＣ値と回路Ｑ （Ｑ１）を求めてみると、次表のようになります。 R1 R3 XL Xc1 Xc2 Q 1000 75 100 79.6812749 22.72968619 12.55 2000 75 187.8646 160.6425703 34.05541655 12.45 3000 75 272.9015 241.3515688 44.13580527 12.43 4000 75 355.9004 322.3207091 54.3192838 12.41 5000 75 436.9248 401.9292605 64.87966954 12.44 6000 75 515.4387 481.1547715 76.69604773 12.47 7000 75 588.4336 555.1149881 88.73314458 12.61 8000 75 #REF! #REF! #REF! 9000 75 #REF! #REF! #REF! 10000 75 #REF! #REF! #REF! 11000 75 #REF! #REF! #NUM! 12000 75 #REF! #REF! #NUM! 13000 75 #REF! #REF! #NUM! 14000 75 #REF! #REF! #NUM! 15000 75 #REF! #REF! #NUM! 1000 75 80.5724 64.1025641 18.0177093 15.6 2000 75 151.8264 128.8659794 26.40102139 15.52 3000 75 221.1946 194.0491591 33.54004702 15.46 4000 75 289.3969 259.235256 40.1878141 15.43 5000 75 356.6924 324.4646334 46.71993635 15.41 6000 75 423.1821 389.35756 53.28872526 15.41 7000 75 488.8776 454.2504867 60.14422349 15.41 8000 75 553.7084 518.470512 67.31343149 15.43 9000 75 617.4767 582.5242718 75.09314197 15.45 10000 75 679.6706 645.1612903 83.36550216 15.5 11000 75 738.1265 705.5805003 92.04260317 15.59 12000 75 #REF! #REF! #REF! 13000 75 #REF! #REF! #REF! 14000 75 #REF! #REF! #REF! 15000 75 #REF! #REF! #REF! もともとは、いずれもＱ＝１２、１５で５０Ω負荷に対して設計してしていたものですが、このようにＲ３として ７５Ω負荷をつなぐとＣの値が変化し、同調回路としてのＱも変化しますが、インピーダンスマッチングはとれます。 つまり、パイマッチで幅広いインピーダンスにマッチングできるというのは、コイルをさわらなくとも、２つのＣ を操作するだけで、回路Ｑが変動してインピーダンスマッチングがとれるという意味だということがわかります。 この場合、Ｑは設計値からは大きく変化せず、ほとんど誤差の範囲だろうと思われます。 試しにもう少し範囲を広げてみましょう。 Ｒ１を４Ｋとし、Ｒ３＝４０Ω〜１１０Ωのインピーダンス変換について、ＸＬ＝３５０Ωとしたとき、回路Ｑが どのような値になるか、バリコンはどのような値になるかを求めてみました。ＸＬ＝３５０Ωというのは、Ｒ１＝４Ｋ、 Ｒ３＝５０Ωに、Ｑ＝１２．２程度で整合する条件です。 R1 R3 Q Xc1 XL Xc2 4000 40 11.981 333.8619481 350.0216967 59.93266983 4000 45 12.113 330.2237266 350.0177987 55.3114604 4000 50 12.223 327.2519022 350.0250897 53.29952458 4000 55 12.32 324.6753247 350.0185924 52.42238363 4000 60 12.407 322.3986459 350.0247786 52.14425672 4000 65 12.487 320.3331465 350.0267981 52.20868383 4000 70 12.562 318.4206337 350.0121019 52.48097019 4000 75 12.632 316.6561115 350.0079841 52.89251169 4000 80 12.698 315.0102378 350.0081362 53.39525933 4000 85 12.76 313.4796238 350.0273085 53.96282669 4000 90 12.82 312.0124805 350.0250932 54.5662127 4000 95 12.878 310.6072371 350.010656 55.19415262 4000 100 12.933 309.2863218 350.0171126 55.84446877 4000 105 12.986 308.0240259 350.0246267 56.50594535 4000 110 13.038 306.7955208 350.0125471 57.16920822 これより、Ｒ１一定の時、コイル一定ならば、Ｒ３が高くなるほど回路Ｑも上昇することがわかります。このこと から、たとえばＲ３＝５０Ωから７５Ωの負荷に対してＱ＝１２で動作させようとすると、Ｒ３＝６２Ωほどに 対してＱ＝１２で動作するコイルを求め、それを作れば、５０Ωの時には若干低め、７５Ωの時には若干高めのＱ となって、それぞれマッチングがとれるだろうということがわかります。 しかし、先に述べたとおり、Ｑはどの程度の値がよいのか、それ自体が問題です。 Ｌ一定でも、上表のようにかなり広い範囲にマッチングがとれますから、Ｑにはあまりこだわらずに、単純に１２ とか１３とかにおいてみて、適当なＬを巻いて動作させるというスタンスが実際的だと思います。最大出力が得られる負荷条件とパイマッチ
下でも述べますが、実際の運用場面でのパイマッチの調整は、出力パワーをパラメータにそれが最大になるように 調整するといった簡単なものです。そして、最大出力が得られるときに、都合よくインピーダンスマッチングができた と考えるわけです（逆に言えばその時、パイマッチ回路によって、終段管がもっとも効率よく働く負荷抵抗が与えら れたということです）。 パイマッチの設計時には、上で述べたように、あらかじめその状態：最大出力が得られる状態 のとき、終段管が どのような負荷抵抗で動作しているか予測して、その予測負荷抵抗のもとに、ある定めたＱ値で、もっとも効率よく インピーダンス変換ができるように回路定数を決めるというような設計手法をとりました。 ここで、負荷抵抗Ｒ１は先に述べたＫを基準に求めますが、この値自体が実はよくわかりません。おそらく長い積み 上げのもとに決められた数値だとは思いますが、アマチュア的な検証の方法もありません。つまり、最大出力が 得られるときのＲ１が、パイマッチ設計で想定した値とどのくらいずれているのか、まったくわからないわけです。 パイマッチも、一応それなりの思想を持った設計はしているが、動作の検証はしていない、つまり、やみくもに 動いている状態に近いといえます。 そこで、Ｒ１が設計値からずれていたとして、それがどの程度、決定した動作Ｑに影響を与えるか調べてみました。 ここでは、Ｒ１＝３Ｋ、５Ｋとして、設計中心値４Ｋに対し、２，３割の誤差を含んだ場合を想定して上述と同様の 計算を行ってみました。 R1 R3 Q Xc1 XL Xc2 R1 R3 Q Xc1 XL Xc2 3000 40 8.69 345.2243959 346.2870543 281.3369009 5000 40 15.05 332.2259136 350.6675653 44.17207175 3000 45 8.87 338.2187148 350.6070824 101.864848 5000 45 15.2 328.9473684 350.0095875 43.13464497 3000 50 9.02 332.594235 350.7924839 81.90413827 5000 50 15.3 326.7973856 350.1272329 43.01881108 3000 55 9.15 327.8688525 350.3368634 73.94411468 5000 55 15.4 324.6753247 350.0314478 43.21528232 3000 60 9.25 324.3243243 350.2139461 70.16464154 5000 60 15.485 322.8931224 350.0954581 43.65024503 3000 65 9.34 321.1991435 350.0242707 68.07229455 5000 65 15.55 321.5434084 350.4593169 44.26346646 3000 70 9.41 318.8097768 350.2174785 67.06458769 5000 70 15.64 319.6930946 350.1813597 44.82637261 3000 75 9.47 316.7898627 350.5353698 66.62989054 5000 75 15.7 318.4713376 350.4570158 45.53951473 3000 80 9.53 314.795383 350.6901024 66.46945876 5000 80 15.79 316.6561115 350.01718 46.14815444 3000 85 9.61 312.1748179 350.047816 66.27338002 5000 85 15.855 315.3579313 350.0454782 46.85861715 3000 90 9.66 310.5590062 350.2891869 66.53958696 5000 90 15.9 314.4654088 350.4406555 47.64252723 3000 95 9.72 308.6419753 350.1051037 66.78422046 5000 95 15.95 313.4796238 350.6781691 48.39984467 3000 100 9.77 307.062436 350.1705003 67.18984794 5000 100 16 312.5 350.8696303 49.14731872 3000 105 9.822 305.4367746 350.0987032 67.61528157 5000 105 16.08 310.9452736 350.3865349 49.7697723 3000 110 9.87 303.9513678 350.0960358 68.10630251 5000 110 16.15 309.5975232 350.0800007 50.41791422 上のように、傾向としては、計算で求めた負荷抵抗より、実際の動作抵抗が高ければＱは高くなり、抵抗が 低ければＱも低下するということがわかります。 結論として、実は最大出力が得られるＲ１が計算で求めた値とずれていたとしても（この例では、４Ｋ、Ｑ＝１２ 程度として計算したコイルを用いて３Ｋ又は５Ｋにずれるとしました）、設計Ｑ＝１２に対しＱ＝９から１６程度の 変化で、驚くほど大きく設計値からＱがずれるというものでもなく、おおむね設計したオーダーで調整ができる ことがわかりました。 Ｑは、１０から１５の範囲であれば大丈夫などといわれていますから、かなり大雑把な話ではありますが、この程度 の抵抗の見込み違いは、実際にはあまり問題にはならないのだろうと思われます。パイマッチの調整
以上の検討は、次のような実際の運用場面でどうファイナルを調整すべきかといった問題に一定の方針を示して くれます。 たとえば、マイクゲインを絞ってローカルＱＳＯをするときのファイナルの調整はどうあるべきか。。。 最大パワーで調整して、単にマイクゲインを絞れば、ファイナルの負荷抵抗Ｒ１は高めになり、その結果上の検討 から動作Ｑは上昇しますから、ローパワーＱＳＯにはうってつけの、きれいな電波になるでしょう。逆に、パワーを 十分入れない状態で調整したファイナルに、その調整時以上のパワーを入れて使うと、、、Ｑが低下して、インター フェアレンスを引き起こす可能性も出ます。危険です。 あるいは、プロセッサーを入れて、トークパワーを上げて、など、ガンガンやることを想定する時には、ファイナル の動作自体も低めのＲ１でということになるでしょうから、そういう状態でもうまく整合がとれるよう、たとえば ＸＣ２を大きめにする（ロードバリコンを抜きぎみにする）などの配慮が必要だと思います。しかしその場合でも、 設計した標準値以下のＲ１でファイナルが動作する場合には、上述のように想定した値よりもＱが低下する可能性が あることを頭の隅においておくべきです。 なお、このような使い方をする場合、先に述べたＫの値も変化するでしょうからどのような負荷抵抗になるのか 推定できず、Ｌの値自体をあらかじめどちらかに寄せる方が無難かもしれません。これについては後述します。 また、昔の八重洲のＦＴ１０１やＦＴ４０１など、キットによって１０Ｗ機が簡単に１００Ｗに増力できるという ような場合、あるいは、そういった将来のＱＲＯを想定して考える場合、一般にＱＲＯした後の方が終段管の 負荷抵抗Ｒ１が低下するでしょうから、そういったことを考えるなら、あらかじめ負荷抵抗Ｒ１の低下を見込んだ Ｌを考えておく必要があります。たとえばＦＴ４０１では、１０Ｗ動作の時は３００Ｖ、１００ｍＡ程度、１００Ｗ 動作の時は６００Ｖ、３００ｍＡ程度ですから、後者の方がインピーダンスがいくらか低下しているだろうと想像 できます。コイルのタップを変化させることなくこの両者に対応させようと、たとえば１００Ｗ動作の時に 適切なＱで動作するようにＬを設計したとすると、１０Ｗ動作の時には、Ｑはかなり高くなっていただろうと思われ ます。 そういう設定になっていて初めて、１００Ｗ動作の時に想定するＱが得られるわけで、逆にこういう配慮がなされて いなかったとすると、１００Ｗに増力したとき、パワーアップとＱの低下がいずれも悪い方に作用して、ＴＶＩなどが 出やすくなる結果につながると思われます。 といっても、先に計算したＱの値と高調波の抑圧効果によると、たとえば１２と決めたＱが実際の動作で１０だった としても、それほど大きな変化はないようではあります。 もっとも、テレビ球は詳細な動作曲線の持ち合わせが無く、負荷特性がどうなっているか、きっちりした検討が できているわけではありません。。コイルの巻き方
話が長くなりましたが、それではそういうＬは、大きめにするのがよいのか、あるいは小さめにするのがよいのか、 あるいは、計算で求めたものをばっちり作るのは難しいとするなら（必然的に誤差が出るとするなら）、その誤差は どちらの方向に出せばよいか、などという観点からＬについて考えてみます。 下の表では、４Ｋ対５０Ωで、Ｑをいろいろに変化させた場合の定数を求めてみました。 R1 R3 Q Xc1 XL Xc2 4000 50 10 400 416.3305956 97.59000729 4000 50 10.2 392.1568627 409.728257 89.37125068 4000 50 10.4 384.6153846 403.2150368 82.8173325 4000 50 10.6 377.3584906 396.8156447 77.42870164 4000 50 10.8 370.3703704 390.5450536 72.89373279 4000 50 11 363.6363636 384.412093 69.00655593 4000 50 11.2 357.1428571 378.4215598 65.62493591 4000 50 11.4 350.877193 372.5755283 62.64700138 4000 50 11.6 344.8275862 366.8742008 59.99760014 4000 50 11.8 338.9830508 361.3164782 57.61990212 4000 50 12 333.3333333 355.9003536 55.47001962 4000 50 12.2 327.8688525 350.6231898 53.51344159 4000 50 12.4 322.5806452 345.4819179 51.72260042 4000 50 12.6 317.4603175 340.4731816 50.07516917 4000 50 12.8 312.5 335.5934435 48.55284333 たとえばＬが誤差を持ち、実現されたＬが設計値より大きくなったとすると、傾向としては、Ｑが低めになる ことがわかります。逆に、Ｌが小さくなればＱが上昇します。 先に述べたように、計算で求めた負荷抵抗より実際の動作抵抗が高ければＱは高くなり、抵抗が低ければ Ｑも低下するということがわかっていますから、このことと組み合わせてみると、Ｌをどのように作るべきかの 方針が得られます。 ・Ｒ１が低めに出そうなら、Ｌをあらかじめ小さめにする。それで、Ｑの計算値からの低下は防止できる。 ・Ｒ１が高めに出そうなら、Ｌをあらかじめ大きめにしておく。それでＱの無用な上昇を防げる。 前者の、Ｒ１が低めに出るということは、入力パワーが大きめになるということと同義ですから、先に述べた プロセッサーを入れるとかＱＲＯする等を想定する場合など、Ｌは小さめになるように心がけ、大きめに誤差を出す ということがないよう注意した方が無難です。反対にＬが大きめになったりすると、Ｑが設計目標値より低下して、 思わぬＴＶＩの発生などにつながる可能性もあります。ただでさえ、プロセッサー処理やＱＲＯできたない （お世辞にもきれいとはいえない）電波になっているはずですから。 また後者はヒソヒソＱＳＯ等でしょうが、これ専用に機械を作るということはあまりないと思われます。まとめ
以上、いろいろみてきました。まず、一通りの設計について説明し、データを示しました。次に広いインピーダンスに マッチング可能という意味合いを調べました。ＲもＱも、あまりこだわる必要はなく、適当な目安の元に値を定めてＬ を決め、それを用いて最大出力が得られるように調整しさえすれば、Ｒが実際には設計値からずれていたとしても、 適当なＱで幅広くインピーダンスマッチングができることがわかりました。 具体的にＲ１のプラマイ３割程度の変化に対して、Ｑの変化は比較的ブロードで、Ｑ＝１２で設計した場合には、 Ｒ１が少々変わっても（実際の最適動作条件が設計条件と変わったとしても）Ｑ＝１０から１５の範囲におおむね入る だろうことがわかりました。 実際の動作については、負荷Ｒ自体も推定値であり、たとえば最大出力が得られるときに（そのようなインピーダンス マッチングになっているときに）どのような負荷、回路Ｑで動作しているのか、設計値に対して実際にどう動いている のか、はっきりとした推定（測定）は難しいと思われ、実際どう動いているか検証のしようがないといった制約上、 パイマッチの設計（バリコンは調整できますから、特にコイルの設計）は、ＲやＱをある方針に従って決めたときに こう動くだろうという一つの目安であるととらえるくらいが適当なのだろうということについて述べました。また、 全体として、Ｌは小さめを心がける限り、ある程度ラフに考えても実用的な問題は少ないと思われることについて 述べました。 自作のページへ
