그 동안 만든 쵸크를 모두 해체했습니다

테스트 지그가 확실히 역할을 했습니다

제가 여러차례 혼자 RF 쵸크를 만들었지요. 그래서 관련 포스트도 몇 차례 올렸습니다. 
그런데 이렇게 만든 쵸크 자체가 거의 감에 의존해서 별 생각없이 만든 것이었다보니 실제 제대로 작동하는지 항상 궁금했습니다. 

그리고 지난번에 쵸크의 성능을 확인하기 위한 테스트 지그를 만들었습니다.
이제 제가 만든 쵸크의 성능을 테스트하기 위해 nanoVNA와 테스트 지그를 꺼냈습니다. 

nanoVNA의 캘리브레이션

기본 설정은 동일합니다. 디스플레이에서 스미스 차트 화면을 끄고 그냥 격자모양 화면으로 바꿨습니다.

시작 전에 설정을 리셋하고, 캘리브레이션을 시작했습니다. 

• S11 Open : 핀 없는 녀석을 끼워서 수행
• S11 Short : 핀이 있는 금색 녀석을 끼워서 수행
• S11 Load : 핀이 있고 은색인 녀석을 끼워서 수행
• S21 Thru : nanoVNA와 테스트 지그를 연결한 후, 스위치를 "Thru"상태로 바꿔 수행

여기까지 하고 나서 위 그림처럼 그래프가 천장에 수평으로 나오면 정상적으로 캘리브레이션이 끝난 것입니다. 이제 측정을 해 볼까요? 

좋은 RF 쵸크라면...

지난번 회로도를 보여 줬던 유튜버의 이야기로는, 이번 측정에서 공통 모드 전류를 흘렸을 때 해당 주파수 대역에서 -25dB 이하로 나타나야 유용한 쵸크라고 판단할 수 있다고 합니다. 개인적으로는 이 -25dB의 근거가 무엇인지는 모르겠지만 아무튼 그걸 기준으로 진행을 해 보겠습니다. 

두 가지 코어

저는 #31 재질의 2631805302 코어와 #44 재질의 2644805302 코어를 사용한 쵸크가 있었는데요... 각각 테스트를 진행했습니다. 

nanoVNA를 테스트 지그에 연결한 상태로 스위치는 "Thru"로 설정하고, 쵸크를 중간에 설치한 후 측정을 시작했습니다. 그러니 지금부터 나오는 수치는 전부 공통 모드 전류에 대한 쵸크의 반응입니다. 

음... 뭔가 이상합니다. 1~70㎒ 스윕을 진행했는데, 전체 주파수 대역에서 모두 "그냥 지나가세요" 상태가 나왔네요. 

스윕 범위를 위쪽으로 올렸습니다. 위 사진을 보면 120㎒에서 -8.69dB의 감쇄가 나타나는군요. 그렇지만 나머지 주파수 대역은 모조리 지나가고 있습니다. 

이상하다.... 300~400㎒로 주파수를 올려보니 362㎒에서 최대 감쇄가 발생했습니다. 하지만 이건 제가 바라는 쵸크의 모습이 아니지요. 
현재 공통모드 전류를 흘려 보내고 있기 때문에 사방에서 차단이 걸려야 정상입니다. 

그럼 다음 쵸크를 테스트해 보겠습니다. 

어, 어랏... 이놈도!? 주파수를 올려 보겠습니다.

.....하, 한번만 더!

하아.... 미치겠네. 

왜 이런 걸까요? 두 종류의 쵸크 모두 다 엉망입니다. 일단 특정 주파수에서 감쇄가 발생하고는 있는데 그것도 제가 원하는 주파수 대역이 전혀 아니네요. 거기다 모두 특정 UHF 대역에서만 감쇄가 나타나고 있습니다. 

마지막 테스트

한참 고민을 하다 기생 용량(parasitic capacitance)에 대한 이야기가 생각났습니다. 
만약 이 페라이트 코어들이 제가 예상한 HF 대역의 차단에 특화된 녀셕이 아니라면, 그리고 지금까지 결과를 보았을때 모두 VHF나 UHF 대역에서 효과가 있는 것이라면 권선을 많이 감는 것이 오히려 페라이트 코어의 쵸크 효과를 떨어뜨리니까요. 

그래서 각각의 페라이트 코어에 전선을 단 한번만 통과시켜 특성을 확인해 봤습니다. 

이제 제대로 보이네요. 
기생용량이 제거되니 제대로 감쇄가 나타나는 것을 알 수 있습니다. 하지만 최대 감쇄는 362.28㎒에서 발생하고, 전체적으로 UHF 대역에서 감쇄가 발생하네요. 

그럼 다음 코어를 테스트 해 보겠습니다. 

이것도 음... 별반 차이가 없습니다. 앞의 코어와 비슷하게 UHF 대역에서 감쇄가 발생하고 있습니다. 
감쇄의 양을 보면 첫번째 코어가 훨씬 강한 것을 알 수 있습니다. 하지만.... 어쨌거나 제가 원하는 "그 쵸크" 기능은 없다고 생각되네요. 

결론

결론은, 제목에서 적었다시피, 지금까지 만든 모든 쵸크를 뜯었습니다. 그냥 폐기했다는 표현이 적절할지 모르겠네요. 어느쪽도 HF 대역에서 제대로 된 쵸크 역할을 하지 못했고, 필요없는 UHF 대역에서만 감쇄가 발생했으니까요. 

지난번 다른 포스트에서 말씀드렸다시피 VHF~SHF 영역은 페라이트 코어에 도선을 감는 것이 아니라 페라이트 비드나 클립온 코어를 사용하는 영역입니다. 그러니 이 코어들은 아무데도 쓸 수 없는 아이들입니다. 

솔직히 가슴아픈 결과이지만 그래도 많은 것을 배웠습니다. 

• 테스트 지그가 잘 작동함을 확인함.
• nanoVNA로 공통 모드 전류에 대한 쵸크의 성능 측정 방법을 익힘.
• 가지고 있는 코어가 쓸모 없어 새로 만들어야 함을 알게 됨.

앞으로는.... 아마추어 무선기사들이 많이 쓰는 FT-240-x 계열의 페라이트 코어를 사용해야겠습니다.
그리고 그걸 가지고 위 테스트를 진행해서 진짜 제가 만든 쵸크가 제대로 작동하는지 확인해야겠지요. 추가적으로, 기회가 된다면 여러가지 대형 코어를 구입해서 아마추어 무선에 사용할 수 있는지도 확인할 수 있게 되었습니다. 

네. 좋은 쪽으로 생각하려고요.