工業高校電気科で使われる『電子技術』の公式集【後編】

工業高校の電気科で使われる『電子技術』に関連する公式まとめ

工業高校の電気科で学ぶ工学は大学レベルのものです。なぜこの公式が導出されるのかを考える前に、公式を覚えて紐解いていきましょう。

目次

変調回路に関する公式

変調について

信号波

送りたい情報の電気信号 \(\ f_s\ \)

搬送波

信号波を送信するために利用する高い周波数の電気信号 \(\ f_c\ \)

変調

搬送波に信号波を混ぜること

変調の種類

振幅変調(AM)

搬送波の振幅を信号波の大きさで変える変調方式

周波数変調(FM)

搬送波の周波数を信号はの大きさで変える変調方式

位相変調(PM)

搬送波の位相を信号波の大きさで変える変調方式

占有帯域幅

変調により搬送波と信号波でできる周波数の幅

振幅変調

$$
B={2}\times{f_{sm}} [Hz]\\
f_{sm}:信号波の最大周波数
$$

周波数変調

$$
B={2}\times{(\Delta f+f_{sm})} [Hz]\\
\Delta f:信号波が最大の時の最大周波数偏移
$$

変調度

振幅変調で搬送波が信号波により変化する割合

$$
m={\frac{V_{sm}}{V_{cm}}}\times{100} [\%]\\
V_{cm}:搬送波の振幅, V_{sm}:信号波の振幅
$$

$$
m={\frac{A-B}{A+B}}\times{100} [\%]\\
V_{cm}:搬送波の振幅, V_{sm}:信号波の振幅
$$

振幅変調回路

コレクタ変調

ベース変調

周波数変調回路

復調回路に関する知識

復調について

変調した信号より、信号波を取り出すこと

振幅回路の復調

包絡線復調回路とは、変調回路の包絡線が信号波となるためその包絡線を取り出す回路のことをいう。

周波数変調の復調

比較検波器による復調(レシオ検波回路)

位相同期ループによる復調

電源回路に関する知識

変圧回路

変圧器で電圧の変換を行う。

$$
\frac{V_1}{V_2}=\frac{I_2}{I_1}=\frac{N_1}{N_2}=n\\
V_1,\ I_1:1次側の電圧,電流の実効値\\
V_2,\ I_2:2次側の電圧,電流の実効値\\
N_1:1次側の巻き数 , N_2:2次側の巻き数
$$

整流回路

半波整流回路

ダイオードの整流作用を用いて半周期だけ出力する

全波整流回路

複数のダイオードを用いて全周期を正側に出力する。

代表的な回路にダイオードをブリッジ形に組んだブリッジ全波整流回路がある。

センタータップ全波整流回路

平滑回路

整流された脈流波(交流分)を取り除くための回路

コンデンサインプット形平滑回路

逆L形

\(\pi\)形

チョークインプット形平滑回路

L形

2段L形

安定化回路

電圧変動率

$$
\delta={\frac{無負荷時の出力-負荷時の出力}{負荷時の出力}}\times{100} [\%] $$

リプル百分率

$$
\gamma={\frac{リプル(交流分)のピークピーク値}{直流出力電力}}\times{100} [\%] $$

低電圧ダイオード(ツェナーダイオード)

定電圧ダイオードは、ある一定の逆電圧から電流を流す。
定電圧ダイオードは、逆電圧が流れる電流に関係なく一定である。

三端子レギュレータ

安定か回路がIC化されたもの

基準電圧回路、熱遮断回路、過電流制御回路から構成される。
プラス電源用、7800シリーズ、マイナス電源用、7900シリーズ

制御電源回路

スイッチング電源回路

フィルタ回路に関する知識

通過帯域での種類

低域通過形フィルタ(Low Pass Fillter:LPF)

低い周波数成分を通す

高域通過形フィルタ(High Pass Fillter:HPF)

高い周波数成分を通す

帯域通過形フィルタ(Band Pass Fillter:BPF)

特定の周波数成分を通す

帯域消去形フィルタ(Band Elimination Fillter:BEF)

特定の周波数成分を取り除く

素子による分類

RCフィルタ

抵抗とコンデンサで遮断周波数を構成する

LCフィルタ

コイルとコンデンサで遮断周波数を構成する

振動子フィルタ

遮断周波数にクリスタルやセラミックの固有周波数を用いて構成する

受動フィルタ(パッシブフィルタ)

受動素子のみで構成する

能動フィルタ(アクティブフィルタ)

能動素子と増幅回路とで構成する