電気回路の分類 一部修正しました 非線形回路 (重ね合わせの理が成り立たない) 線形回路 (重ね合わせの理が成り立つ)

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1 電気回路の分類 一部修正しました 非線形回路 (重ね合わせの理が成り立たない) 線形回路 (重ね合わせの理が成り立つ)
R,L(M),CがVやIの関数 R(I), L(I), C(V)など 能動回路 (アクティブ) 受動回路 (パッシブ) R,L(M),C回路 (R, L, C≧0) 相反回路 (z12=z21, y12=y21, AD-BC=1) 非相反回路 ジャイレータ、 アイソレータ など Tr,真空管 による回路 電力の増幅が起こり得る 11章 負性抵抗 (R<0) NIV NIV: 負性インピーダンス反転器 (p.239) 従属電源 (p.235) NIC: 負性インピーダンス変換器 (p.238) NIC

2 二端子対網の伝送的性質 終端インピーダンス I1 I2 -I2 z11 z12 z21 z22 E ZL: 負荷インピーダンス V1 V2
Zin Zout ZG: 電源の内部インピーダンス Zin: 入力インピーダンス Zout: 出力インピーダンス 入力インピーダンス: Zinを求める 1. Zパラメータによる表現 より、　　　　　　を求める 第2式と第3式より、 第1式に代入して、 よって、

3 入力インピーダンス(アドミタンス) V1 V2 I1 I2 -I2 y11 y12 y21 y22 A B C D Yin Zin
より、　　　　　　を求める 第2式と第3式より、 第1式に代入して、 よって、 3. Fパラメータによる表現 より、

4 出力インピーダンス(アドミタンス) V1 V2 I1 I2 y11 y12 y21 y22 z11 z12 z21 z22 A B C D
Zout: 出力インピーダンス Yout: 出力アドミタンス Zout: 出力インピーダンス 1. Zパラメータによる表現 2. Yパラメータによる表現 3. Fパラメータによる表現 上記の回路に対して、 さらに、 入出力を逆にした回路に対して、 よって、

5 演習問題 演習問題(10.1) 伝達インピーダンスZT(=V2/I1)をZパラメーターで表せ より、 を求める 第2式に第3式を代入して、
より、　　　　　　を求める 第2式に第3式を代入して、 よって、 演習問題(10.2) 下記の無限回路の入力インピーダンスZinを求める 100W 300W Zin 200W 従って、 300W R0 200W 300W 200W R0 R0

6 伝送量 対数(デシベル)表示 電圧、電流の比 電界、磁界の比 電力(パワー)の比 何故なら 絶対レベル (600Ωの負荷を基準とした絶対値)
0.775 [V] = 0 [dBv] 1 [V] = 0 [dBV] 1 [mV] = 0 [dBm] 覚えておくこと 電力比で10倍=10dB (電圧比、電流比なら20dB) 電力比で2倍=約3dB (電圧比、電流比なら約6dB) 電力比で5倍=約7dB (電圧比、電流比なら約14dB) 1mW=0dBm

7 身近な対数(デジベル)表示 TV、アンプ等の音量調節(ボリューム)は 対数(デシベル)目盛 ← 80W出力レベル (Full Power)
音圧 [mPa] 音圧レベル [dB SPL] -80dB 0dB -40dB -10dB -20dB -30dB -50dB -60dB -70dB (-∞) ← 80W出力レベル 　　　(Full Power) 80W出力のアンプの音量ツマミ もし、リニアスケール(目盛)だとどうなる? 0W 10W 20W 30W 40W 50W 60W 70W 80W 出展　

8 練習問題 10dBの損失がある伝送線路(例えば、同軸ケーブル)を通過すると、100mWの信号電力は何mWになる? Pin=100mW
Pout=? mW 損失: 10dB 答) Pout=10 mW 6dBの損失がある伝送線路(例えば、同軸ケーブル)を通過すると、100mWの信号電力は約何mWになる? Pin=100mW Pout=? mW 損失: 6dB 答) Pout=約25 mW 6dBの損失がある伝送線路(例えば、同軸ケーブル)を通過すると、13dBmの信号電力は何dBmになる? Pin=13dBm Pout=? dBm 損失: 6dB 答) Pout=7 dBm 13dBmは約何mWに相当する? 13dBm　→　10dBm+3dB 10mW 2倍 答) 約20 mW

9 練習問題 一個当たり1.5dBの損失があるコネクターが4個あると、それによる損失は何dB? コネクターの一例
23dBの電力利得(ゲイン)がある増幅器に4mWの信号を入れると、約何mWの出力が得られる? アンプ G=23dB Pin=4mW Pout=? mW 答) 800mW 4mWは何dBm ? 4mWは、1mWの4倍 0dBm 6dB 0dBm+6dB=6dBm 答) 6dBm 23dBの電力利得(ゲイン)がある増幅器に6dBmの信号を入れると、約dBmの出力が得られる? またそれは何W? 答) 29dBm 答) 800mW

10 練習問題 1km当たり10dBの損失がある長さ3kmの同軸ケーブルを通過すると、1Wの信号電力は何Wになる? 損失: 10dB/km
L=3km Pin=1W Pout=? W Pout=1 mW 1km当たり0.2dBの伝搬損失を有する長さ100kmの光ファイバーケーブルの途中に 13dBのゲインを有する光増幅器がある。10mWの入力信号は約何mWになって出てくるか?ただし、光ファイバーケーブルを含む伝送路の中には、1個当たり0.5dBの損失を有する光コネクターが6個存在する。 光コネクター 1個あたりの損失: 0.5dB 光アンプ G=13dB L=100km 損失: 0.2dB/km Pin=10mW Pout=? mW Pout=1 mW

11 動作減衰量 E I2 V2 整合回路 二端子網の入力インピーダンスが なら、 が電源から二端子網 に送られる最大電力
二端子網の入力インピーダンスが　　　なら、　　　　　　　　　　　が電源から二端子網 に送られる最大電力 負荷ZLで消費される電力を一般に　　　　　　　　とすると 動作減衰量 最大電圧、電流 電源の固有電力に比べ、どの程度の電力が負荷に伝えられているのかを示す量

12 学習相談 山田 博仁 TEL： 022-795-7101 E-mail： yamada@ecei.tohoku.ac.jp
(年内なら比較的時間を取れます) 馬　麟 (Lin Ma) TA TEL： ：