Panasonic LED電球 LDA7L-A1 から怪しい電波が・・・？

広帯域デジタルオシロで遊んでいたら、何かマズイ物を見つけてしまった様だ。

少々古いがTektronix製のデジタルオシロをしばらく使える機会に恵まれたので、更新が滞っているblogのネタにしようかなどと思いつつ、最近では当たり前になっているスイッチング式ACアダプタ各種のノイズ比較を始めた。最初は想定していた「安物はノイズが多い」と言う、ありきたりなシナリオ通りの結果で、安心すると同時に少しがっかりしていたのだが、対照としてスイッチング方式ではない古典的なACアダプタを測定したら、想定外に高周波ノイズが多いのに気付いた。ピーク値で数十mV程度と言う、微妙に気になる水準だ。多分、AC電源ラインのノイズが回り込んでいるのだろう。

これは困った事であると同時に、何かを期待させる現象である。

困った方の理由は、シナリオを少し変更しなければならないかもしれない事と、場合によってはAC電源にしっかりしたノイズフィルタを入れないと有意義な測定ができなくなるおそれが考えられたからだ。後者に該当すると、ちょっと面倒である。

しかし、事態は期待を裏切らなかった。

コンセントから引き抜いても、レベルが30mV程度に下がるものの、依然としてノイズを検知している。高周波的に、かなりインピーダンスが低い場所で計っているはずなのに、少し様子がおかしい。ACアダプタなしで、プローブのチップをGNDクリップでくわえさせても、未だノイズを検出している。レベルも30mV程度からそんなに変わらない。正体に迫ろう、と時間軸を拡大してみてビックリした。

周波数約120MHzのバースト波である。VHF航空管制帯、つまりエアバンドにかかっている。どこかで通信の妨害になっていたら、かなりマズイ。「例の123便の件からちょうど４半世紀。何かの因縁？」などと思いつつ、OFF/ONして突き止めた発生源はPanasonic LED電球 LDA7L-A1だ。

LED電球本体は2m、一番近いAC電源コード類でも1m程度プローブから離れているから、完全に電波として伝播している様だ、などとシャレを書いている場合ではない。以前の記事に「LED電球から発せられるノイズは、アマチュア無線にとって大問題」といった趣旨のコメントをいただいていたが、こう言った事を指していたのだろうか。

いずれにせよ、blogネタとしてはACアダプタよりもこちらの方がおもしろそうだ。

今回はPanasonic LDA7L-A1の現象の上っ面を少し引っ掻いた程度で息が切れた。少なくとも他社のLED電球や、電球型蛍光灯・インバーター式蛍光灯器具類などとの比較は必要だと思うし、もう少し違う切り口もありそうだ。

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プローブを使ってオシロで計った30mV@120MHzは信用できない

Tektronix広帯域プローブの取説の「Adverse Effects of Ground Lead Inductance」と言う項目には「プローブのGND線のインダクタンスと入力キャパシタンスが百数十MHzで共振するので・・・」と言う趣旨の注意書きがある。

注意書きは「この共振回路は信号源インピーダンスRsだけでダンピングされているので、Rsが低い場合もの凄くQが高くなって、測定に支障をきたす場合がある」と続いている。今回、Rsはゼロではないが120MHzにおけるGND線の抵抗値だけなので、「もの凄くQが高くなって」いるはずだ。共振周波数120MHzは少し低すぎるような気もするが、もしこの周波数で共振していたら、前の測定結果はかなり怪しい。パルス幅が数nsよりも狭いインパルス性のノイズは、どれも前のような測定結果になる可能性があるからだ。

ただし、そのようなインパルス性ノイズが発生しているとしたら、それはそれで問題だ。それに本当にもの凄くQが高いにしては、持続時間が短過ぎるような気もするので、周波数はある程度信用できるのかもしれない。（この推定は正しいと、後ほど判明）

なお測定された振幅も、何か同じ条件の基準が無いと、強いとか弱いと言った相対的な比較すら困難である。

事業目的なら

この様な話は、校正済みの電波暗室＋標準アンテナ＋スペアナで「一丁上がりっ」だろう。自社で設備を持っていなくても、代行サービスもあるようだし・・・。しかし、そういったサービスもかなり高くつきそうなので、遊び半分で利用できたものではないと思う。

次善の策

最終的には受信機がノイズを感じるかどうかが問題なので、実際に受信機を使ってみるのが一番判りやすいと思う。スペアナと言っても、結局は自動的に周波数を変えながら信号強度を記録している受信機に過ぎない訳だし。

ただし電波暗室ではないので、他のノイズ源からの信号やアナログTVの映像サイドバンド（これが結構ノイズと紛らわしい）の影響を受けないよう、アッテネータで受信感度を落として目的のノイズ源に近い距離で受信する事が必要になってくる。

手元にあったYUPITERU MVT-7000（ハンディ・ゼネカバ受信機）のAMモード（FMでは無信号時の受信機自身のノイズで判別困難）で試した。この種の受信機は、ホイップアンテナである程度まともに使えるよう作られているので、感度は結構高い。内蔵ホイップをいっぱいに伸ばし、アッテネータを入れて、問題のLED電球本体から約1mの距離で、120MHz丁度に何かの信号があったので91MHzから10MHzおきに受信してみた。

明らかにノイズが受信できたのは111～151MHzの範囲である。101 MHz と161 MHzでは予めノイズがあることを知っていれば判る程度の受信状況で、91 MHz と171 MHzはノイズが感じられなかった。

アッテネータを切って131MHzを受信すると、場所による強弱の変動はあるが、屋内ならかなり広い範囲（と言うか、ほとんど家中）でノイズが聞こえた。AC電源配線を伝っているのだと思う。屋外ではほとんど聞こえないが、少なくとも1箇所、かすかに聞こえる場所があることを確認している。

これは本当にマズイかもしれない。この周波数帯域にはアナログTV放送の一部とアマチュアの2mバンドが含まれるが、それ以外に警察・消防・電力・鉄道など、社会的に重要な業務用無線が割り当てられている。これらに支障が出ると生命に関わる場合がある、と言われても否定できない。

ただし支障が出るかどうかは、ノイズの強度次第である。

ゼネカバ受信機での感触は、ホイップアンテナで運用しているハンディ機と同じ家で使うのには十分問題がある程度のノイズレベルだと思う。その一方、今回調べた限りは隣近所、およびそれよりも遠くへの影響は無さそうだ。

しかし・・・今回測定を行ったのは、建物は木造家屋ではあるが、恐らく外装にしっかりとしたラス網を使っているせいだと思うが、屋外からの電波をかなり遮蔽する建物の中である。一部の携帯電話が圏外になる場合もあるくらいなので、中から外に出る電波もかなり遮蔽しているはずである。また屋内の広範囲なAC電源配線にノイズ成分が乗っていると思われるので、電波をあまり遮蔽しない構造の建物だと、AC電源配線の形状次第で特定の方向に強い電磁波ノイズを輻射している場合が無いとは言えないだろう。

What’s next?

これで終わるにはもったいない話題だ。しかし、今回はここで息が切れた。少し勉強しないといけないことも有りそうだし。

確約できないが、本件続く、と言う事にしたい。