
プリセレクタとは、無線アンテナと無線受信機の間に接続される電子機器の名称です。プリセレクタは調整可能なバンドパスフィルタであり、アンテナから無線受信機やプリアンプ(本来はアンテナに直接接続されている)へ、不要な周波数が通過するのを防ぎます。
プリセレクタはほぼすべての受信機の性能を向上させますが、特にスキャナー、広帯域ソフトウェア無線受信機、一般消費者向け短波およびAM放送受信機など、過負荷 になりやすい広帯域フロントエンドを備えた受信機に役立ちます。特に、10~20MHz以下(短波の低周波数側半分、中波、長波、およびより長い波長のすべて)の周波数で動作する受信機では効果的です。無線電信や「CW」など、非常に狭い周波数範囲を占める微弱な信号は、汎用受信機が同調できる最も狭い帯域幅よりも受信帯域幅を狭くすると、より明瞭に聞こえることがあります。同様に、AM放送のように、個別にかなり広い周波数範囲を使用する信号は、受信周波数範囲を送信周波数よりも狭くするとオーディオの忠実度が多少犠牲になるにもかかわらず、信号の帯域幅を狭くすることでノイズを減らすことができます。優れたプリセレクターを使用すれば、無線機の受信帯域幅を、多くの汎用無線機が単体で対応できるよりも狭い周波数範囲にまで縮小できる場合が多い。
プリセレクタは通常、受信機の動作周波数を中心とした狭い帯域幅を持つように調整されます。プリセレクタは、調整された周波数の信号は変化させずに(またはわずかに減衰させて)通過させますが、周波数外の信号は大幅に減衰または除去し、不要な干渉を低減または排除します。[ b ]

受信機の最初の入力段(「フロントエンド」)には、少なくとも1つのRFアンプが含まれており、そのアンプには電力制限(「ダイナミックレンジ」)があるため、追加のフィルタリングが役立ちます。ほとんどのラジオのフロントエンドは、アンテナ接続部に送られるすべての無線周波数を増幅します。そのため、周波数外の信号はRFアンプに負荷をかけ、不要な信号や使用されていない信号にダイナミックレンジの一部を浪費します。「ダイナミックレンジの制限」とは、アンプ回路が過負荷にならずに増幅できる入力RF信号の総量に制限があることを意味します。過負荷の症状は、非線形性(音色の「歪み」)であり、最終的にはクリッピング(「バズ音」)が発生します。
フロントエンドが過負荷になると、受信機の性能が著しく低下し、極端な場合には受信機が損傷する可能性があります。[ 2 ]ノイズが多く混雑したバンドや、近くの高出力局からの大きな干渉がある状況では、受信機のダイナミックレンジがすぐに超えてしまう可能性があります。プリセレクタによる追加のフィルタリングにより、受信機の後段すべてに適用される周波数範囲と電力要求が制限され、プリセレクタの通過帯域内の目的の信号のみが受信機にロードされます。
スペクトラムアナライザ、高機能ネットワークアナライザ、その他のRF測定機器には、従来の無線機のプリセレクタ回路と同様に、分析対象周波数の帯域外ノイズを除去するプリセレクタ回路の切り替え可能なバンクを個別に組み込むことができます。[ 3 ]同様に、自動切り替えおよび同調フィルタバンクをさまざまな高品質の汎用広帯域受信機に組み込むことができます。
プリセレクタは、不要な周波数からの干渉を減衰させるだけでなく、受信機にとって役立つ追加サービスを提供できるように、追加機能を備えるように設計されることがある。
これらの付加的な利便性は、プリセレクション機能にとってどれも必要なく、特にプリセレクタが必要となる典型的なノイズの多い周波数帯域においては、プリセレクタ内のアンプは有用な機能を持たない。
一方、アンテナプリアンプ(プリアンプ)が実際に必要な場合、[ c ]フロントエンドのプリセレクタ回路を組み込むことで「同調可能」にし、性能を向上させることができます。この集積デバイスはプリアンプとプリセレクタの両方の機能を持ち、どちらの名称も正しいです。この曖昧さが、プリセレクションと増幅を混同するなど、混乱を招くことがあります。
一般的なプリセレクタ(単なるプリセレクタ)にはアンプは内蔵されていません。これらは完全に受動的なデバイスです。アンプを内蔵していない標準的なプリセレクタには、「パッシブ」という接頭辞が付いていることがあります。そのため、 「パッシブプリセレクタ」は「標準プリセレクタ」を意味します。プリセレクタは通常「パッシブ」なので、この冗長な語句を追加するのはややこしいですが、それでも、チューナブルプリアンプしか知らない人に対して、「パッシブ」プリセレクタには内部アンプがなく、電源も不要であることを強調する効果があります。
プリセレクタが一般的に使用されるノイズの多い長波、中波、短波帯では、「現代的」(1940 年以降)の受信機[ d ]を使用すると、信号強度の目立った低下なく機能します。
すべてのプリセレクターにおいて、同調周波数でごくわずかな損失が発生します。通常、損失の大部分はインダクター(同調コイル)によるものです。インダクタンスを上げると、プリセレクターの帯域幅が狭くなり(またはQ値が高くなり、選択性が向上します)、損失もわずかに増加しますが、それでも損失は非常に小さいままです。
ほとんどのプリセレクターには、少なくとも1つのインダクターと1つのコンデンサーの個別の設定があります。 [ e ] そのため、1つの周波数に同調するための調整が少なくとも2つあるため、プリセレクターを中域の周波数に同調させるためのさまざまな設定が存在することがよくあります。
最も狭い帯域幅(Q値が最も高い)を実現するには、プリセレクタを目的の周波数に対して最大のインダクタンスと最小の静電容量で調整しますが、これは最大の損失を生じます。また、微弱な信号を探す際には、プリセレクタの通過帯域が無線機の受信周波数と重なるように、プリセレクタの再調整をより頻繁に行う必要があります。
損失を最小限に抑え(帯域幅を最大化する)ためには、プリセレクタは、目的の周波数範囲に対して、可能な限り低いインダクタンスと高い静電容量(そしてQ値、つまり選択度が最も低い値)で調整されます。帯域幅が広くなると、近傍の周波数からの干渉が多くなりますが、プリセレクタのインダクタンスを低く設定すれば、より広い範囲の近傍周波数を通過させることができるため、受信機の調整中にプリセレクタを再調整する必要性は軽減されます。
通常、無線オペレーターはプリセレクタの帯域幅を広帯域と狭帯域で交互に切り替えます。信号を探している間は広帯域(低インダクタンス、高容量、最低Q値)に設定し、興味深い信号を詳しく調べる際には狭帯域(高インダクタンス、低容量、最高Q値)に再調整します。
プリセレクタは無線機とアンテナの間に、給電線整合ユニットと同じ電気的位置に配置されますが、異なる目的を果たします。トランスマッチまたは「アンテナ」チューナーは、インピーダンスの異なる2本の伝送線を接続し、たまたま同調していない周波数を遮断する(そもそも遮断する周波数があるかどうかは別として)。
トランスマッチは、送信機のインピーダンスを給電線のインピーダンスと位相に整合させ、無線送信機からの信号電力がアンテナの給電ケーブルにスムーズに伝送されるようにします。適切に調整されたトランスマッチは、送信された電力が送信機に反射されるのを防ぎます(「反動電流」アンテナチューナー回路の中には、インピーダンス整合と事前選択の両方が可能なものもあり、[ 4 ]例えば、直列並列コンデンサ(SPC)チューナーなどが挙げられる。また、多くの平衡線路チューナー(BLT)で使用されている「同調トランス」タイプの整合回路の多くは、バンドパスフィルタとしても機能するように調整できる。[ f ]
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