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スミス・チャート ツール、 Fuji-Smith   version 2.1        English version ==>Here

スミス・チャートを描いてラダーの素子を決定するツールです。

使い方:
 1.Device でキャパシタ、コイル、遅延線、スタブを選択します。 損失つきも選べます。
 2.Value にそれぞれの素子の値を入れます。
       単位はキャパシタが[F]、コイルが[H]、遅延線/スタブは[m]です。
       ISO プレフィックスか技術形式で指定できます。 例:0.000001 は 1u か 1e-6
 3.素子に抵抗分を含むものを指定したのなら、その抵抗値を R Value に記入します。
       ロスあり遅延線/スタブの時は、1m 当りの抵抗値です。 Leakance は自動的に R/Z^2 (S/m)にします。
 4.遅延線かスタブの時はその特性インピーダンス(Z)を与えます。 単位は[Ω]です。
 5.Z0 に正規化インピーダンスの値を、Freq.(mid) に周波数を入れます。 50Ω と 1GHz を入れてあります。
 6.Freq. (+ のカラムに上限周波数を % で入れますが、5% を入れていますのでそのままでもいいです。
 7."GO" をクリックします。 または、カレットが入力カラムにあれば Enter キーでも計算開始します。

各ノードから右を見たインピーダンスが ZL から Z9 に表示されます。 また、軌跡がスミスチャート上に表示されます。
遅延線/スタブの長さは真空中の値です。 実装時に短縮率をかけてください。  端効果は考慮していません。


略語:  C=キャパシタ、L=コイル、DL=遅延線、Sc=末端ショートスタブ、So=末端開放スタブ
       C//R=C//R、C+R=C+Esr, L+R=L+R、 L_DL,L_Sc,L_So=ロスあり遅延線/スタブ、 NA=不適用
値の例: 1uH なら 1.00e-6 か 1u、 1pF なら 1e-12 か 1p、 5cm なら 5e-2 か 5c
D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1
Device RL (Ω)
Value
R Value
<=Ω,Ω/m
DL/Stb Z
<=(Ω)
==>Z9 ==>Z8 ==>Z7 ==>Z6 ==>Z5 ==>Z4 ==>Z3 ==>Z2 ==>Z1 ==>ZL
Z0 (Ω)=  
Freq.(+
%)oHz=
Freq.   (mid)  oHz=
Freq.(-   5%)  oHz=
          GO

 Z & S11 at mid freq follows:
ZL=
Z1=
Z2=
Z3=
Z4=
Z5=
Z6=
Z7=
Z8=
Z9=
S11=S21=
VSWR=
----- カーソル現在位置 -----
Z =
Y =
Γ =
VSWR= S11=
----- マークポイント o -----
Z =
Y =
VSWR=clear mark


 Z9 の周波数スイープ:  o
(Hz)から  o
(Hz)まで  ステップ数
  sweep GO  



スミス・チャートのツールを作りましたのでご利用ください。

ずいぶん前に書いたスミス・チャートに関する記事にたくさんの方が訪問されていますので、 「これはちゃんとしたツールを提供しないといけないなあ」と感じ、作成しました。
目的の一つに、マッチングを取るときに複数の方法があるのですが、その良否を判定する手段を提供したかったことがあります。  次回の記事で使い方の例を示して、詳しく解説したいと思います。

マッチングを取るのに抵抗を使うのは禁物ですが、それでもやむなく入る場合があります。 コイルの巻線抵抗とか、キャパシタの誘電体損失とか、同軸線の導体抵抗などです。  version 1.4 ではそれらを扱えるようにしました。 同軸線の誘電体損失(コンダクタンス分)は強制的に内部で R/Z0^2 としています。 実際の同軸線はそれに近いですから問題ないでしょう。  導体抵抗は表皮効果による増加分も考慮して指定してください。 
損失のある遅延線とスタブの場合は長さに対する軌跡が渦巻状になるのですが、作図がむつかしく、直線で結ぶことにしました。 手抜きですみません。
なお、シリーズに入れるスタブについてですが、これは実装上問題を起こす可能性(例えば、負荷がアンテナのとき、その輻射との干渉)があるのであまり推奨はしません。

このツールは javascript というスクリプト言語で作成しました。   このページだけで完結し、全体のコードの量を少なくしています。  動作確認は Firefox 54、IE 11、EdgeHTML 15、Chrome 59、Android Firefox 55、Android Chrome 59、Raspbian Chromium 72.0, Android Asus Browser 2.1 で行いました。 HTML5 の新機能を使っていますので、古いブラウザ(IE 8 以前など)では動作しません。


参照:
1.スミスチャートで整合の方針を立てる
2.スミス・チャートの使用例
3.「RFワールド No.49」、CQ 出版株式会社 2020.2.1 発行、pp96-102

履歴:
2017/08/06  1.0  初版リリース
         08/07  1.1  Sc で計算間違い、修正
         08/11  1.2  任意の特性インピーダンスの DL と Stub を使えるようにした
         08/15  1.3  ISO prefix (G, M, k, c, m, u, n, p)で素子の値を指定できるようにした
         08/18  1.4  損失がある素子も使えるようにした。 それに伴い S21 を出すようにした。
         08/31  1.5  ごくごくまれに軌跡が出ない場合があったので修正。(作図中のオーバーフローが原因)
2018/02/05  1.6  カーソル位置のアドミタンスも表示するようにした。
2018/08/24  1.7  最近のブラウザが Javascript の解釈を変更したので、それに従うように修正。
2019/06/04  1.8  Z9 の VSWR を表示し、また、クリックした場所の Z を表示する。
2020/08/29  1.9  バンド幅をユーザーが指定できるようにした(ユーザー要求)。
2022/02/24  2.0  C に ESR がある場合も計算対象とした。 C//R と排他。(ユーザー要求)
2022/04/11  2.1  カラムの入力間違いの検出精度向上。




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(8/16/2017)武        

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作者: 藤原 武 Tak Fujiwara