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続・どよよん的コンデンサ容量の決め方

2020-03-01      
  何やら新型ウィルスの影響が大きくなってきました。今週末は会社の合宿研修予定でしたが、直前になってキャンセルにしました。研修初日の夕刻に懇親会を準備したものの、ビュッフェ形式は流石に・・・という感じで研修自体も”無期延期”。この状態が長引くと、4月に迎え入れる新入社員研修にも影響が出そうで不安です
 連日の報道はどこか東日本の震災に似て、TV・新聞の一般報道はこぞって同じソースのものを流しています。まぁ、既にこれら一般報道には目もくれず専らネットの情報を紡いでますが、やはりあまり良い情報には触れなくなっており少々メゲ気味です。せめて、ヘッポコ駄文でも認めて、気分アゲアゲに・・・って、そんなに上手く行くかな

 前回記事の提案者であるbachさんから、さらにコメント話頂きました。「各コンデンサの求め方は数式 ”f=(1/2πRC)” と関係があるのでは」・・・なるほど、そう言われてみれば関係がありそうですね。

 と言うわけで、ちょいと探ってみることにしました。

 前回の記事では、低周波アンプの結合コンデンサ・バイパスコンデンサの周波数特性に着目し、その容量の求め方について入出力のインピーダンスに着目してLTspiceでシミュレートし、そこそこ通用しそうな線で答えを導きましたが、確かに原理的な数式で裏打ちできれば良いですよね

 では、いきなりですがグラフをご覧下さい。



 前回記事に引き続き結合コンデンサの特性をまとめたものですが、今回は入出力インピーダンスに着目して、入力インピーダンスが0Ωの場合と3KΩの場合を”出力 = 0dB”に正規化して比較しました。その上で、3dBダウンの場合のシミュレート値と ”f=(1/2πRC)” で求めた場合を併記しました。
 なるほど、この結果が裏付けするように、入力インピーダンスと出力インピーダンスを合算(この場合は3KΩ + 3KΩ = 6KΩ)して計算で求めた値が、この結合コンデンサ”0.1uF”の周波数特性になります。と言うことは、前段の出力インピーダンスと低周波アンプを構成するトランジスタアンプの入力インピーダンスが求まれば、これを合計して計算で求められることになります。

 今回は、低周波アンプをトランジスタのHFEが高い領域で動作させるのためほぼ無視でき、バイアス回路の合成抵抗で置き換えることができますから、前回記事とこの記事の”裏付け”で充分です。
 また、バイパスコンデンサについては、前回記事で特性をシミュレーションするために置いた1Ωの抵抗も単純な足し算で上手く行くことが判りました(200Ωと1Ωの合計で考えればOK)から、上記の数式で求められることが解ります。

 これが高周波アンプやもっと大出力の低周波アンプになると、トランジスタのHFEや必要なIcで違ってきます・・・って言うか、もっと低くなります。特に無線系の自作では高周波アンプを上手いこと作りたいわけで、例の ”Zi = 26β/IE(mA)”も登場しますから、さらに複雑になってきますね。
 ただ、HFEやIcの値は条件を整えれば客観的に調べることができますから、実験ベースでこれらの値を求めて回路設計に反映させることは、今の自分にもできそうです。そう、ブレボ実験の範疇で 

 またしても1つお利口さんになった気がしますが、まぁ、これもヘッポコさん所以の自己満足・・・それでも、理解が深まることは、幾つになっても楽しいですね
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エミッタのバイパスコンデンサの値の求め方

こんにちは。先週から、このテーマをズーッと考えていました。(笑)
大昔に勉強した時にエミッタのバイパスコンデンサの値は、確か hfe が関係していたと記憶していました。探し回ったところ、次の書籍の P243 に詳しく記載されていえることが分かりました。
即戦力エンジニアになるための電気・電子回路入門
参考になればと思います。但し、肝心の式にミスプリが有ります。
CE=(1+hfe)/(2π・f・hie) (6-25)式
もう少し厳密には、信号源インピーダンスや、ベースバイアス抵抗も影響するのでしょうが取り合えず、この位の考察で間に合うのではないでしょうか。
OPアンプや、ディスクリートでも直結型が好まれるのが約判ります。(笑)

(@^^)/~~~
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