伝送パラメータ（四端子定数）

　シリアル通信がチップ間でも使われる現状があり、担当技術者が関われない部分についてブラックボックスにせざるを得ない。また、国際標準化の流れは、設計者の責任範囲についても明確化が求められてきている。この状況下では、製作した回路がただ動けば良いという状況ではなく、どの程度の安定性を持っているといえるかという定量化をおこなっていくためには、評価指標を用いた回路評価法をある程度確立しておく必要があるのではないだろうか。こういった回路の評価指標を確立していくための基礎技術としては、四端子回路網による回路設計の考え方は、重要になってくるのではないかと思われる。
　四端子回路網では、出力信号＝パラメータ×入力信号の場合に使われるパラメータを伝送パラメータないしは四端子定数という呼び方をしている。
　Ｖi＝Ａ×Ｖo　（∵Ｉo≒０　出力開放、入出力電圧比）
　Ｖi＝Ｂ×Ｉo　（∵Ｖo≒０　出力短絡、伝達インピーダンス）
　Ｉi＝Ｃ×Ｖo　（∵Ｉo≒０　出力開放、伝達アドミタンス）
　Ｉi＝Ｄ×Ｉo　（∵Ｖo≒０　出力短絡、入出力電流比）
　従来の回路設計では、電力伝送や通信伝送以外では、あまり使われなかった回路計算法ではないかと思います。しかしながら、回路評価を定量化するためには、こういった方式を使った評価様式が確立されていくのではないかと思われます。今のハードウェアの状況が、チップ間を含めて、シリアル通信が優勢になっていることも考慮すると、今後の回路設計そのものが、伝送線路の評価指標に基づいた設計の方が有用になっていくのではないかと考えます。

とりあえず買ってみました

　電子書籍ですが、ビットウェイブックス、楽天ブックスで発売されていました。PDFファイルで14MBくらいあるので、ダウンロードにはちょこっと時間がかかるかと思われます。でもって、とりあえず、ビットウェイブックスで購入してみました。
　パピレスに並ぶのは、１１月中旬くらいだそうです。年末に向けての新刊ラッシュみたいです。ということで、リンク先は、ビットウェイブックスです。

インピーダンスパラメータ

　回路の入出力関係を表現する場合に、行列を使った図のようなパラメータで表現することがある。この場合の行列Ｚをインピーダンスパラメータという。
図のZ11は、入力インピーダンスと呼ばれている。四端子網での表現では、出力開放入力インピーダンスとなる。（Io≒０の場合、Vi＝Z11×Iiとなる）
図のZ22は、出力インピーダンスと呼ばれている。四端子網での表現では、入力開放出力インピーダンスとなる。（Ii≒０の場合、Vo＝Z22×Ioとなる）
　アドミタンスパラメータは、インピーダンスパラメータの逆行列となる。

ちょこっと宣伝とお詫び

こちらから購入できます。今日の時点では、楽天ブックスからのみ購入できるようです。土曜日くらいには、各電子書籍の販売店に並ぶみたいです。ご注意ください。
　ようやく、LabVIEW20周年記念エディション版「はじめてのLabVIEW」が発売されました。電子書籍版で、価格は６００円（DL版）です。8.0以降のバージョンのLabVIEWを使ってみたいという方は、こちらの方をご参照ください。操作の仕方とかを基準に描いていますので、あんまし細かいところは描かれておりません。ここのブログで描いてある内容から、初めての方用に仕上げました。よろしければ、ご参照ください。
　計測器関連では、テクトロニクスさんのデジタルオシロTDS3012Bからデータをイーサネット経由で取得する方法ぐらいだと思います。
とっても遅筆なため、遅れに遅れましたことをお詫び申し上げます。m(__)m
　今回の書籍もそうですが、基本的にWindows版で作成していますので、MacおよびLinuxで使用する場合については、掲載されていません。ご注意ください。

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available powerとimpedance matching

　良く高周波回路で出てくるのだが、何でインピーダンス整合[impedance matching]をおこなう必要があるのだろうか？教科書的な答えとしては、インピーダンス整合は、負荷に出力される電力[available power]を最大にするために必要な措置ということになる。

　電源に負荷を取り付けると、電力として取り出すことができる。このとき電圧源の場合は、電圧源の出力インピーダンスと負荷インピーダンスが直列に接続されていると考える。
　負荷によって取り出すことができる電力[available power]は、出力インピーダンスと負荷インピーダンスの比率から算出される。電圧源の場合、負荷インピーダンスが大きくなれば、流れる電流量は小さくなるが、電圧値は大きくなる。負荷インピーダンスが小さくなれば、流れる電流量は大きくなるが、電圧値は小さくなる。負荷によって取り出すことができる電力の最大値は、出力インピーダンス≒負荷インピーダンスの時となる。
　よって、出力インピーダンス≒負荷インピーダンスとして、電力を取り出すことをインピーダンスマッチング[impedance matching]を取るという。ただし、不整合による損失よりも効率や安定性を気にする場合は、わざわざインピーダンスマッチングをとる必要は無い。

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ちょこっとニュース

　そろそろ、LabVIEWの新しい電子書籍が発売される予定です。
　LabVIEW20周年記念エディションということで、バージョンは8.2です。（ちょっと古いのはご容赦くださいな）
　出すとか言っといて、１年以上遅れました。申し訳ありませんでした。m(__)mもうちょっとお待ちください。

４端子回路網への流れ

　キルヒホフ第一の法則を基準とシミュレーションで使用されている回路演算の方法は、電流フローに基づいた回路設計思想といえる。回路図記号の思想は、従来の電流フローの設計思想から、シグナルフローへの設計思想変化を示している。
　電荷の移動を基準に考えることが、ＩＣの中味を含めて回路設計を考えることが、ひとつの要素であることは間違いない。しかしながら、現状で素子の内部を考慮した上で設計するということは、現実的な回路設計とは言えない。素子がモジュール化され、モジュールの中味がブラックボックス化されていく現状では、電荷の移動を基準とした、電流フローによる設計が非常に困難な状況となりつつある。
　結果的に、シグナルフローによる設計が浸透していくのではないかと考えている。既に、電子回路ＣＡＤは、シグナルフローとパラメータによる設計支援に変わっており、多かれ少なかれ、今の回路設計技術者は、シグナルフローに基づいた設計をせざるを得ない状況に追い込まれつつある。
　４端子回路網の資料としては、字が小さくて読み難いが、吉本猛夫氏の描いた、トランジスタ技術スペシャルNo.50が資料的に使いやすいと思われます。

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新JIS規格と回路設計思想 四端子回路

　新JIS規格の変更を設計思想の変化と捉えるのであれば、回路設計は、４端子回路網が設計思想の基準となるのではないだろうか。私的には、歓迎だったりするのだけれど・・・普通の人は違うみたいである。

　この考え方は、回路設計をやっている人の間では、あまり一般的ではないらしい。高密度実装回路にせよ、高周波回路にせよ、現在は通信伝送でしか考慮されていなかった内容が、一般の回路設計で必要とされるようになりつつある。この状況にしたがって、回路設計そのもののを考えていくと、４端子回路網理論に従った回路設計が有効である。私自身としては、制御系の回路を考えていく上では、４端子回路網による設計手法の方がより現実的なのではないかと思う。
　私自身は、４端子回路網で考える方が楽だったりするので、それほど違和感が無いが、どうも回路設計技術者の方と話をしていると、どうも違和感があるようなのである。
　四端子回路による回路設計の資料
　押本愛之助氏、小林博夫氏共著　「トランジスタ回路計算法」　工学図書株式会社

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