増幅回路 増幅回路の概要

増幅回路

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2022/06/16 09:48 UTC 版)

ナビゲーションに移動 検索に移動

前述のようにエネルギーを大きくした信号を取り出すものを指すので、トランスのみによって電圧(あるいは電流)を大きくするような場合は、一般に電力(=電圧×電流)としては大きくはならないので含まれない。また例えば、素子の特性から[2]、アンプの内部では中間段で信号の電圧振幅を大きくしてから、出力段でスピーカー等を駆動するために必要な電流を伴わせた、電力を持った信号とする、というような構成になるが、そのような場合の前者を電圧増幅、後者を電力増幅などということもある。

なお、普通増幅回路といえばアナログな(殊にリニア的な)ものを指すが、拡張的に考えれば、スイッチング回路は最も単純な増幅回路であり、例えば電圧がしきい値より低いか高いかということのみを増幅する事に特化している。電子工学以前の電磁機械動作の時代からある増幅回路(→リレー)でもあり、リレーにより信号を中継することを「アンプする」という語があるが、この記事では以下、アナログ的なものを扱う。

概要

バイポーラトランジスタでは入力電流の小さな変化が、電界効果トランジスタ(FET)真空管では入力電圧の小さな変化が、出力電流の大きな変化を生むという特性がある。それにより信号の電力を増大するのが電力増幅である。電力負荷を駆動する信号の電圧を増加させる場合は電圧増幅と呼び、電流を増加させる場合は電流増幅と呼ぶ。トランスは電圧・電流を変換するが信号の電力は増大しないので電力増幅にはならない。電力増幅では信号のエネルギーが増大するが、それは増幅素子自身が信号の電気エネルギーを生み出しているのではなくて、弱い入力信号のエネルギーを用いて外部の電源から供給される電気エネルギーの流れを制御することにより大きな出力信号を作り出している。

入出力の要求仕様次第で、一段で必要な増幅が得られる場合もあるが、そうでない場合もある。一般に、特に入力段は入力インピーダンス、出力段は出力インピーダンスを相手側に合わせる必要があるから、単段で両方を満たす設計というのは少ない自由度で多くの制限を同時に満たさねばならず難しくなる。多段構成では、まず電圧増幅や電流増幅を行って、最終段の電力増幅段で出力を取り出す[3]。最終段をファイナルや電力段、電力段を駆動する段をドライバ段などとも呼ぶ。[4]

諸元

増幅回路の諸元としては、まず増幅率が挙げられる。増幅度と呼ばれることもある。いずれも(出力)÷(入力)の値として定義される。増幅率には次のようなものがある。

増幅回路であれば電力増幅率は1より大きくなるが、電圧、電流については1より小さくなることがある。これは、入力インピーダンスと出力インピーダンスが異なるためである。また、増幅率は大きければよいと言うものではなく、必要な増幅率は設計により一意に決まるのが普通である。増幅率は直接「何倍」といったように表現(真数)するほか、対数デシベル[dB])で表現することも多い。利得とも呼ばれる。デシベル表現であれば、増幅回路を何段も重ねて接続した場合のトータルの利得が各段の利得の総和として表せることから扱いに便利である(足し算なので設計者が頭の中で簡単に計算できる)。また、真数では桁数が多くなる場合でもデシベルだと殆どの場合2桁以下で表せる。例えばトータルの電力増幅率が100000倍の場合、ゼロの数を間違えないように数えなければならないが、デシベルだと50dBとなりわかりやすい。ただし、デシベルで平均を取ることは出来ないので、その場合は一旦真数に戻してから平均を取る必要がある。

その他、増幅回路の諸元として、入力インピーダンス、出力インピーダンス、周波数特性(f特)、効率(消費電力と出力電力の比)、歪率NF、P1dB、IP3(en:Third-order intercept point)がある。


  1. ^ 『電子回路学』、p66、電気学会、2000年
  2. ^ 真空管でもトランジスタでもこの点は基本的に同様である。
  3. ^ 『電子回路学』、pp105-106、電気学会、2000年
  4. ^ 大出力が必要な場合、最終段が真空管やパワーMOSFETなど入力に電流を多く必要としない素子であれば基本的に電圧の増幅が中心で良いが、バイポーラの大電力パワートランジスタは一般に電流増幅率は低めであり、ある程度の電流も必要になる。
  5. ^ 『はじめてトランジスター回路を設計する本』(奥澤清吉 & 奥澤熙 2002)
  6. ^ 『電子回路』、p122、森北出版、1994年
  7. ^ 『電子回路』、pp123-125、森北出版、1994年
  8. ^ 『電子回路』、p125、森北出版、1994年
  9. ^ ラジオ技術』第6巻第12号(1952年11月号、通巻65号)pp. 68-75(目次には pp. 49- とあるが、目次が正しくない)「クロス・シャントPP回路を使った6A3BPPと6AR6PPの試作」島田聰(聡)
  10. ^ a b c Y.Takayama, "Fundamentals of Microwave High-Efficiency Amplifiers", MWE 2007 TL03-01, Nov 2007. (PDF)”. 2013年2月11日閲覧。
  11. ^ ポーラ変調とは - 電子部品 - Tech-On!”. 2013年2月11日閲覧。
  12. ^ ポーラ変調によるパワー・アンプの効率の向上 (PDF)”. 2013年2月11日閲覧。
  13. ^ a b c d e f M.Nakayama and T.Takagi, "Techniques for Low Distortion and High Efficiency Power Amplifier", MWE 2004 TL03-02, Nov 2004. (PDF)”. 2013年2月11日閲覧。
  14. ^ W.H.Doherty, "A new high efficiency power amplifier for modulated waves2, Proc IRE, vol 24, no.9, pp. 1163-1182, Sept. 1936.
  15. ^ a b K.Honjo, "Fundamentals of Microwave Amplifiers", MWE 2008 TL04-01, Nov 2008. (PDF)”. 2013年2月11日閲覧。
  16. ^ NXP、より電力効率に優れたRFベースステーションを実現する新しい3-way Dohertyリファレンスデザインを発表”. 2013年2月11日閲覧。






増幅回路と同じ種類の言葉


固有名詞の分類


英和和英テキスト翻訳>> Weblio翻訳
英語⇒日本語日本語⇒英語
  

辞書ショートカット

すべての辞書の索引

「増幅回路」の関連用語

増幅回路のお隣キーワード
検索ランキング

   

英語⇒日本語
日本語⇒英語
   



増幅回路のページの著作権
Weblio 辞書 情報提供元は 参加元一覧 にて確認できます。

   
ウィキペディアウィキペディア
All text is available under the terms of the GNU Free Documentation License.
この記事は、ウィキペディアの増幅回路 (改訂履歴)の記事を複製、再配布したものにあたり、GNU Free Documentation Licenseというライセンスの下で提供されています。 Weblio辞書に掲載されているウィキペディアの記事も、全てGNU Free Documentation Licenseの元に提供されております。

©2023 GRAS Group, Inc.RSS