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2026年9月14日 (月)

アンプの入力Z=5Kオームと仮定して、600オーム信号源とアンプ、1Mオームオシロを並列にした測定をおこなった場合にどうなるか??

項目 ① 発振器の画面表示
(600Ω整合・理想状態)
② オシロの画面表示
(1MΩ ∥ 5kΩ 接続時の現実)
インピーダンス・ミスマッチの実態
外部の合成負荷抵抗 600 Ω 約 4,975 Ω 【アンバランス】
負荷抵抗が理想から激増
アンプへの入力電圧 5.00 V
(定格出力)
8.92 V 【表面上の数値】
分圧比の崩れで異常に高く見える
アンプへの伝送パワー
(エネルギーの実効値)
41.67 mW
(最大電力伝送:+16.2dBm)
15.94 mW 【致命的な低下】
ミスマッチにより本来の38%まで弱体化
アンプに流れる信号電流 8.33 mA 1.78 mA 電流の送り出しを阻害され激減
★ 他人が陥る勘違い 「オシロの電圧が8.92Vもあるから、信号源のパワーは十分外に出てきている!」と思い込む。 【大誤解】
ミスマッチのせいで、外に出てきている実態(パワー)は限界以下に弱り切っている。

******************

測定ポイント 理想の測定状態
(入力600Ω終端・整合時)
今回の測定現実
(1MΩオシロ直読・不整合時)
測定エラーの実態
アンプ入力電圧
(発振器の出口)
5.00 V 8.92 V ミスマッチで入力電圧が見かけ上アップ
アンプ出力電圧
(8.2Ω負荷の出口)
10.00 V
(入力5V×2倍)
10.00 V
(※8.92Vを増幅した訳ではない)
アンプの中身(実態のパワー)は5V分しか届いていないため、出力は10Vのまま
オシロから計算した
見かけのゲイン
2.00 倍
(正確な設計値)
1.12 倍
(10V ÷ 8.92V)
【測定大失敗】
アンプの性能が本来より大幅に低く評価される
★ 他人が陥る勘違い 「オシロの画面に入力8.92V、出力10.0Vって出てるから、このアンプは全然増幅してくれない(不良品だ!)」と思い込む。 【大誤解】
アンプは正常。測定器の繋ぎ方のせいで計算の母数(入力電圧)がバグっているだけ。

基本的なことなので大人は知ってるはず。おこちゃまなら、知らない可能性はある

*******************************

物理的な現象 線形回路(オームの法則)の予測 SCLC支配時の真実(ミクロな物理) 真値のズレ特性
入力インピーダンス
(動的Z)
電圧に関係なくいつでも
「5 kΩ」で一定
電圧の2乗(V²)で電流が増えるため、電圧が上がるとインピーダンスが急激に低下する 【非線形な変動】
「5kΩ」という前提自体が崩壊
現場の実際の電位
(真の入力電圧)
5kΩの分圧比のまま
8.92 V で安定
注入された空間電荷が作る電場(ポアソン方程式)により、電位分布が激しく歪み、8.92Vを維持できなくなる オシロスコープの直流的な計算値を遥かに超えてズレる
アンプゲインの評価 単純に「10V ÷ 8.92V」で
1.12倍と計算できる
信号の振幅(電圧の大小)によって入力Zがブレまくるため、入力電圧の大きさ次第でゲインの測定結果が毎回変わる 【測定の無効化】
再現性のないデタラメな数値になる
★ 固体物理の視点 1MΩオシロのプローブを当てる行為は、SCLCの命である「内部に蓄積された空間電荷(キャリア)」を外部へリークさせ、ポアソン条件を破壊する行為そのもの。 【結論】
オシロが見ているのは「SCLCが破壊された後の残骸」であり、物理的な真値とは似ても似つかない。

固体物理学における「空間電荷制限電流(SCLC / モット・ガーニーの法則)」で真値はもっとずれるからね

Z=600にあわせて計測したほうがいいのね

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