原理

高速・高周波

特性インピーダンスの不連続点で生じる反射について

ある特性インピーダンスの伝送線路を伝わっている電磁波が、異なるインピーダンスの領域に達すると、その不連続点で反射が起こります。電圧と電流の辻褄を合わせるためです。 インピーダンス不連続点における反射の具体例 高速信号や高周波信号は、特性...
電子回路

接地とは

今後、数記事にわたって、バイポーラトランジスタの基本的な使い方を書こうと思います。 本記事は、その中で使う「接地」という言葉を説明します。 接地とは 「接地」とは、「電位が変化しないところに接続する」という意味です。 「地」は、...
電子回路

spiceのモデルからダイオードについて考えてみる

以前の記事で、ダイオードの動作イメージやLTSpiceによるダイオードのDC解析について、数式を使わずに述べてきました。本記事では少しだけ数式を使って考えてみます。 電流は指数関数で増える hspiceのマニュアルによれば、正バイアス(...
電子回路

電圧源のインピーダンスはゼロ、電流源のインピーダンスは無限大

僕は大学で電気工学を学んでいました。 必修科目に「回路理論」があり、そこで、電圧源はインピーダンスがゼロ、電流源はインピーダンスが無限大だと教わりました。 その時は、「へぇ、そんなもんか」と思っただけで、何の実感もイメージも湧きませんで...
電子回路

ダイオードとバイポーラトランジスタの動作イメージ

この記事は、ダイオードとトランジスタの動作を説明します。 厳密な説明ではありません。イメージです。 「LEDという言葉は知っているけど、原理は全く分からない。でも、お客さんに明日、専門家のように説明しなければいけない」というよう...
持論

絵具の青と黄色を混ぜるとなぜ緑になるのか?原理は?

小学校の頃、水彩画で緑を使おうとしたら、ビリジアンを使うか、青と黄色を混ぜて使うか迷いませんでしたか? 青と黄色を混ぜるとなぜ緑になるのでしょう? 青と黄色は補色の関係です。黒にならないまでも、グレーになるはずではないですか? ...
持論

北半球で台風の渦が反時計回りなのはコリオリの力以外のメカニズムのため?

北半球の台風は、反時計回りに渦を巻きます。 この理由は、普通、コリオリの力によると説明されます。 それって本当?地球の自転が関係することは認めるけど、コリオリの力とは別のメカニズムなのではないですか? コリオリの力 コリオリの力...
高速・高周波

RC回路の時定数τ、立ち上がり時間Tr、帯域BWの関係

RC回路の時定数τは、抵抗とキャパシタンスの積であるRCです。 RC回路の立ち上がり時間Trは、2.2τです。 RC回路の帯域fは、0.35/Trです。 本記事は、高速回路でよく用いられる、これらの関係性について述べます。 高速...
高速・高周波

RC回路の過渡応答

高周波回路の基本であるRC回路の過渡応答について述べます。 RC回路の過渡応答 今、図のような抵抗RとキャパシタCからなる回路があったとき、この微分方程式は \begin{align*} v &= Ri+\fra...
導出

フーリエ級数展開からフーリエ変換の導出

前の記事で、周期関数におけるフーリエ級数について述べました。ここでは非周期関数まで一般化したフーリエ変換について述べます。 フーリエ級数の書き換え フーリエ変換は、フーリエ級数から拡張します。 まず、フーリエ級数は、次のように表さ...
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