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トランジスタ技術SPECIAL 【シリーズ一覧へ】

オームの法則からアンプ/フィルタの作り方まで

やりなおしのための実用アナログ回路設計(SP No.122)

トランジスタ技術SPECIAL編集部 編
B5判 144ページ
定価2,376円(税込)
JAN9784789849227

2013年4月1日発行

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 アナログ回路は難しく,数式だらけで設計や試作に手間がかかって面倒!と思っていませんか? 考え方をちょっとだけ変えてみましょう.五つの基本的な事柄を復習しておくだけで,難解に思えていたアナログ回路の動作が見えてきます.そして,そこから一気にアナログ・フィルタの設計まで攻略してしまいます.理論と実験の両方からアナログ回路を攻略します.


目次


基本に立ち返ってもう一度…
Introduction オームの法則から始めよう


第1部 はじめてのアナログ回路の考え方

五つの知識を思い出す
第0章 教科書は役立たない?
■教科書の基礎知識と技術の間を埋める
■使い道が分かれば基礎知識は眠くない!
■基礎知識を実験で確認する
■第1部の実験と実務で行う実験

直流電気回路の基礎知識だけで設計できる
第1章 低雑音な電源を作る
■分圧回路から考える
■トランジスタを含めて考える
■実際のトランジスタで考える

オームの法則とキルヒホッフの法則の実践活用
第2章 電流を制限する回路を考える
■LEDの特性から点灯方法を考える
■LEDの電流-電圧特性を考えやすいモデルに置き換える
■電流制限回路の実現方法を考える
■電流制限用の抵抗値の決め方

OPアンプの入出力電圧範囲を拡大するための基本回路を知る
Appendix A レール・ツー・レールOPアンプって何?

交流理論,微分積分,複素数が役に立つ
第3章 入力信号の振幅を小さくする
■分圧回路とバッファ回路の役割
■コンデンサの性質…過渡現象論の復習
■正弦波信号を入力したときのRC回路のゲイン特性…交流理論の復習
■-3dBしゃ断周波数では抵抗とコンデンサの両端に加わる電圧が等しい(Q=0.5)

テブナンの定理の実践活用
第4章 出力信号の振幅を小さくする
■出力部に追加する分圧回路を設計する

重ねの理と古典制御工学が役立つ
第5章 OPアンプ増幅回路入門
■理想的なOPアンプの動作
■重ねの理を思い出す
■ゲイン1倍のバッファ回路を作る

増幅器を発振器にしないための基礎的なテクニック
Appendix B 増幅回路のゲインの周波数特性と安定性を確認する

現実の部品は考えなくてはいけないことがいっぱい
第6章 入出力バッファ回路を作る
■OPアンプICを使う前に知っておきたいこと
■定数を決める
■バッファ回路を製作する前に決めておくこと
■高入力インピーダンス・バッファ回路の調整と特性評価
■出力減衰回路付きバッファ回路の特性評価

ツールに頼らず手も動かそう
Supplement 第2部,第3部の読み方


第2部 速習 アナログ・フィルタ設計入門

シグナル・チェーンが理解できる技術者をめざす
Introduction II もっとアナログ回路を設計できるようになろう
■アナログ回路とはどんな回路か
■フィルタリングでできること
■シグナル・チェーンが理解できる技術者が求められている

高域で減衰するフィルタ回路を作るために 【ステップ1】
第7章 チャレンジロー・パス・フィルタの設計
■ロー・パス・フィルタが設計できればフィルタの8割は問題ない
■フィルタの種類
■フィルタ回路を設計するための基礎知識
■フィルタ設計の第1歩
■数表を使ったロー・パス・フィルタ設計の基礎
■次数の決め方
■使用するOPアンプを選ぶ
■シミュレーションで特性を確認する
■多重帰還型も同じように設計できる
■フィルタ設計ツールの活用
■第2部の参考・引用*文献

通過帯域の位相変動が小さいフィルタ回路を作るために 【ステップ2】
第8章 ベッセル型ロー・パス・フィルタの設計
■群遅延特性とは?
■ベッセル5次LPFの設計例
■実験結果

遮断特性の急峻なフィルタ回路を作るために 【ステップ3】
第9章 チェビシェフ型ロー・パス・フィルタの設計
■チェビシェフ5次LPFの設計例プロの技術者が必ず確認する「高調波ひずみ特性とノイズ特性」
■実験結果

低域で減衰するフィルタ回路を作るために 【ステップ4】
第10章 バターワース型ハイ・パス・フィルタの設計
■バターワース5次HPFの設計例
■実験結果

FilterProのユーザ・インターフェースが新旧交代
Appendix C FilterPro Version 3.xと旧バージョンとの比較
■Version 3.xの特徴
■新旧ツールの計算結果の比較
■設計ツールの使い方について考える

任意のリプル特性を持つチェビシェフLPFを設計するために
Appendix D ExcelでチェビシェフLPFの正規化表を作る


第3部 アナログ・フィルタICの研究と活用

実験・評価に使うICの紹介とスイッチト・キャパシタ技術
Introduction III いろいろなアナログ・フィルタIC
■IC化されたアナログ・フィルタ

フィルタICの実験回路を組み立てよう
第11章 アナログ・フィルタICの使いかた
■アナログ・フィルタICの評価回路
■メーカ製の専用ツールを使って設計してみよう

いろいろな周波数特性をネットワーク・アナライザを使って確認
第12章 アナログ・フィルタICを評価する
■測定方法
■実験結果



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