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2012年5月10日 (木)

終端電圧のはなし

終端電圧とは
 高周波では伝送ラインのインピーダンスが 50Ωとか 75Ωとか決められた上で、いくつかの信号のレベルなどが比較・測定されますが、この決められたインピーダンスにうまくインピーダンスマッチングさせて測定する必要があります。このため、50Ω などの抵抗値で伝送ラインを終端(ケーブルの最終点につけてマッチングさせる)するため、本来の信号源の発生する電圧と、インピーダンスを合わせるための信号源の内部抵抗によって最終段の電圧が変わってきます。うまくマッチングさせた場合は、本来の信号源の電圧の1/2になります。これが終端電圧です。
ハード的には
Load 右図は 信号発生器 SG の例ですが、電圧発生レベルは 2µV rms とします。これに対して出力するときには 50Ωの出力インピーダンスを保つために、等価的に直列に 50Ωがはいっているように考えます。このとき、出力に何も付けなければ、抵抗で電圧は落ちないので電圧はそのまま 2µV となります。この状態の出力電圧は「開放電圧」と呼ばれ、最近の単位では dBµEMF ( Electro Motive Force ) と呼んで、この値が開放電圧であることを示しています。ここでは +6dBµEMF となり、EMF表示のある SG では 6dBµ EMFと表示されるはずです。
 この状態でケーブルを付け(付けなくて直接でもいいですが)50Ωの終端抵抗を付けます。そうした場合終点抵抗の両端には SGの内部抵抗50Ωと 分圧されて、半分の電圧になります。この状態が「終端電圧」で、この例では 1µV rms となり、 0dBµ PD(Potential Drop )となります。この PDは省略される場合がほとんどですから、時としてデーターが dBµEMFで測定されて、この EMFが省略されていた場合は6dB多く記載されていることになります。同じ電圧を発生していても、単位によってその接続状態が表現されるなんてちょっと変わっているかと思いますが、終端することは高周波の常識なので、そのあたりを基本として覚える必要があります。アマチュア無線ではこの終端電圧での表現が一般的なのですが、FM受信機の感度などで実際は -12dBµ なのに -6dBµ EMFと書いてあるとなんだか感度が悪く感じてしまいますね。
dBmのはなしも参考にして下さい。


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