1章 概論 |
1.1 本書の成り立ち 1 |
[1]産学連携を起点に 1 |
[2]企業と技術教育 2 |
[3]技術教育へのExcelの応用 4 |
[4]半導体設計とシステム設計の違い 5 |
1.2 回路とシステム 9 |
1.3 周波数特性と伝達関数の違い 10 |
1.4 制御とフィードバック 12 |
1.5 フィルタの種類と伝達関数 ~ 13 |
1.6 フーリエ変換,ラプラス変換の目的と意味 15 |
2章 周波数と複素数 |
2.1 周波数とは何か? 19 |
2.2 直交関数としての三角関数(フーリエ級数の基礎) 20 |
2.3 三角関数の直交性とフーリエ級数 21 |
2.4 周波数と複素周波数 25 |
2.5 複素数の極形式 28 |
2.6 交流理論とフェーザー法 30 |
[1]円運動と交流信号 31 |
[2]抵抗,コンデンサ,コイルのインピーダンス 33 |
2.7 複素平面と伝達関数-36 |
[1]概要 36 |
[2]定常応答と過渡応答(ラプラス変換の必要性) 37 |
[3]複素平面と伝達関数の極と零点 38 |
[4]制御工学と周波数解析の比較 40 |
3章 ラプラス(Laplace)変換と伝達関数 |
3.1 フーリエ(Fourier)変換とラプラス(Laplace)変換 43 |
[1]フーリエ変換からラプラス変換 43 |
[2]フーリエ(Fourier)変換 44 |
[3]実数領域のフーリエ級数展開 45 |
[4]複素フーリエ級数展開 46 |
[5]フーリエ変換(積分) 48 |
[6]ラプラス(LapIace)変換 48 |
3.2 伝達関数 50 |
[1]伝達関数としての素子 50 |
[2]伝達関数とフィードバックシステム 52 |
3.3 一次遅れ要素と二次遅れ要素 56 |
[1]RC回路の過渡応答(一次遅れ要素のステップ・応答) 56 |
[2]RC回路の過渡応答(二次遅れ要素のステップ・応答) 58 |
[3]周波数特性(周波数応答) 64 |
3.4 伝達関数の評価手法 65 |
[1]安定性判定手法のまとめ 65 |
[2]ベクトル軌跡 67 |
[3]ナイキスト判定 69 |
[4]ボード線図 72 |
4章 低域通過フィルタの基礎 |
4.1 一次低域通過フィルタの基本 75 |
[1]一次LPFの周波数特性 75 |
[2]一次LPFの極 78 |
[3]RC一次LPFの時間領域解析 79 |
4.2 過渡応答へのラプラス変換の応用 81 |
[1]一次LPF過渡応答へのラプラス変換の応用(ステップ応答) 81 |
[2]一次LPF過渡応答へのラプラス変換の応用(交流信号入力) 82 |
[3]一次LPF過渡応答へのラプラス変換の応用(ステップ応答+交流信号入力) 84 |
4.3 二次低域通過フィルタの伝達関数 88 |
[1]二次LPFの周波数特性と位相特性 88 |
[2]二次LPFの極とQ 88 |
[3]バタワース(Butterworth)特性の二次LPF 91 |
[4]RCL二次LPF 93 |
[5]フィードバックシステムとしてのオペアンプ 95 |
[6]アクティブフィルタによる二次LPF(電圧帰還型二次LPF) 98 |
[7]アクティブフィルタによる二次LPF(多重帰還型二次LPF) 102 |
4.4 アクティブフィルタの過渡応答特性 110 |
5章 高域通過フィルタの基礎 |
5.1 一次高域通過フィルタの基礎 121 |
[1]一次HPFの周波数特性 121 |
[2]一次HPFの極 124 |
[3]一次HPFの時間領域解析 125 |
5.2 過渡応答へのラフ・ラス変換の応用 127 |
[1]一次HPF過渡応答へのラプラス変換の応用(ステップ応答) 127 |
[2]一次HPF過渡応答へのラプラス変換の応用(交流信号入力) 128 |
[3]一次HPF過渡応答へのラプラス変換の応用(ステップ・応答+交流信号入力) 130 |
5.3 二次高域通過フィルタの伝達関数 133 |
[1]二次HPFの伝達関数 133 |
[2]二次HPFの極とQ 134 |
[3]バタワース特性の二次HPF 137 |
[4]RCL二次HPF 138 |
[5]アクティブフィルタとしての二次HPF(電圧帰還型二次HPF) 140 |
[6]アクティブフィルタとしての二次HPF(多重帰還型二次HPF) 144 |
6章 BPF帯域通過フィルタ |
6.1 二次BPFの伝達関数 153 |
6.2 二次BPFの極 156 |
6.3 二次BPFのQ 159 |
6.4 RCLによるBPF 161 |
6.5 アクティブフィルタとしての二次BPF(電圧帰還型二次BPF) 164 |
6.6 アクティブフィルタとしての二次BPF(多重帰還型二次BPF) 168 |
7章 BEF帯域除去(阻止)フィルタ |
7.1 二次BEPの伝達関数 177 |
7.2 二次BEPの極 179 |
7.3 二次BEFのQ 181 |
7.4 RCLによるBEF 183 |
7.5 ツインT型ノッチフイルタ 185 |
7.6 アクティブブィルタによる二次BEF(電圧帰還型二次BEF) 191 |
7.7 アクティブフィルタによる二次BEF(多重帰還型二次BEF) 196 |
8章 ジャイレータ型フィルタ |
8.1 ジャイレータとは 207 |
8.2 ジャイレータの基本原理 209 |
8.3 ジャイレータの代数的な考え方 210 |
8.4 差動増幅器によるジャイレータ 211 |
8.5 gm制御型HPF 213 |
8.6 gm制御型BPF 215 |
8.7 gm制御型LPF 218 |
8.8 gm制御型BEF 220 |
8.9 マイナス容量回路 222 |
9章 システムルーブとLPF |
9.1 システムループ内の一次LPF(信号経路) 225 |
9.2 システムループ内の二次LPF(信号経路) 227 |
9.3 システムループ内二次LPF(信号経路)の帯域と遮断特性 229 |
9.4 システムループ内のラグリード型フィルタ(信号経路) 232 |
9.5 システムループ内の三次LPF(信号経路) 233 |
9.6 システムループ内三次LPFの特性方程式とラウスの判別式 236 |
9.7 システムループ内のn次LPF(信号経路) 238 |
9.8 システムループ内の一次LPF(帰還経路) 239 |
9.9 システムループ内の二次LPF(帰還経路) 241 |
参考文献 245 |
索引 247 |