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方形波と矩形パルス波について教えていただけないでしょうか?

それぞれの違い、方形波、矩形パルス波の特徴など教えていただければ幸いです。
上記はスペクトラムアナライザで観測した物です。

A 回答 (1件)

方形(ほうけい)も矩形(くけい)も「四角い」という意味で、字と読み方が違うだけで意味する波形は同じです。



また、パルス波という場合には、単発で繰り返しがないか、あるいはデューティが極めて小さい場合をいいます。

方形波のスペクトラムついては以下のページに分かりやすく書いてあります。
http://www.orixrentec.jp/cgi/tmsite/knowledge/kn …
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Q電力計の原理について

単相電力計と三相電力計の原理について教えてもらえないでしょうか?

Aベストアンサー

アナログ計器の電力計では
通常の可動コイル型計器では永久磁石で磁界を作りその中にコイル(コイルA)を入れてコイルに作用する力(電流*磁界)をみています。
磁界の生成を電磁石(コイルB)にすれば、電磁力はコイルA,Bに流れる電流の積になります(電流力計型計器)。一方を電圧に、他方を電流に対応させれば、電圧*電流を測定することになり、電力計になります。これが単相電力計。
三相電力計は、単相電力計2個を使った2電力計法を一つの計器でやってます。メータの軸に、可動コイルと電磁石の組を二組取り付ければ、針を振る力はそれぞれの和(瞬時電力の和)になり、三相電力を直接指示できます。

デジタル型電力計も同様で、内部に電圧*電流を演算する回路を持っていて、演算結果の平均値を電力として表示しています。
単相の演算結果2個を足して三相電力を測定するのも同様。(デジタル型電力計では、測定部を三セット持っていて、三相四線に対応しているものもあります)

Qホイートストンブリッジの精度

ホイートストンブリッジで測定すると、精度がよいと聞いたのですが、それはなぜなんでしょうか?その理由を教えてください。お願いします。

Aベストアンサー

イメージとしてです。

初歩的な電気知識がある仮定で説明します。
回路図は省略しますが、回路の説明に前にキルヒホッフの法則を薄っぺらで良いですから、わかっていれば良いです。(特に第二法則)
この回路の真ん中の電流値がゼロ(*1)の時にホイートストーンブリッジの関係式で成立します。電気では電圧・電流・抵抗の3つの影響が発生するのに、
この回路では、抵抗だけです。よって、不安定要素が少ないのです。

*1これは、ここに電流が流れていないのではなく、上から5の力が流れているとしたら、下からも5の力が流れていて、結局、見た目は流れていないという事です。

Q10進数の14.5を浮動小数点(IEEE754形式)の2進数に変換するにはどうしたらよいでしょうか?

10進数の14.5を浮動小数点(IEEE754形式)の2進数に変換するにはどうしたらよいでしょうか?
10進数の-7.5を浮動小数点(IEEE754形式)の2進数に変換するにはどうしたらよいでしょうか?
計算方法を教えてください。

Aベストアンサー

14.5を符号と指数と仮数に分けます。
符号は正の数なので符号は0
次に14.5を符号無し2進数に変換すると
1110.1
小数点を左に移動させて1だけ残すと
1110.1=1.1101*2^3
仮数は23ビットで小数点より右側だけなので、足りない分を0でうめて
11010000000000000000000
指数の3を127でバイアスするので
3+127=130
これを2進数に直すと
10000010
全て合わせると、
01000001011010000000000000000000
で、32ビットの2進数に変換できました。
同じように、-7.5を変換すると、
符号は負の数なので1
-7.5を符号無し2進数に変換すると、
 111.1
=1.111*2^2
なので、仮数は
11100000000000000000000
指数の2を127でバイアスすると
2+127=129
これを2進数に直すと
10000001
全て合わせると
11000000111100000000000000000000
になります。
64ビットの場合は、指数のバイアスを127から1023にし、仮数の23ビットを52ビットまで増やせばOKです。

14.5を符号と指数と仮数に分けます。
符号は正の数なので符号は0
次に14.5を符号無し2進数に変換すると
1110.1
小数点を左に移動させて1だけ残すと
1110.1=1.1101*2^3
仮数は23ビットで小数点より右側だけなので、足りない分を0でうめて
11010000000000000000000
指数の3を127でバイアスするので
3+127=130
これを2進数に直すと
10000010
全て合わせると、
01000001011010000000000000000000
で、32ビットの2進数に変換できました。
同じように、-7.5を変換すると、
符号は負の数なので1
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Q【至急】【フーリエ級数】画像の方形波のフーリエ級数の求め方を教えて下さい!

画像に示した振幅A、周期T、パルスτの方形波の周期関数 f(t)についてです。

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という問題が出されました。
当方はフーリエ級数について何も分からない状態です。
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出来れば解答が欲しいです。お願いします。

Aベストアンサー

ANo.1です・・!

ちと誤りがあり訂正・・! (ωT = 2πを抜かしてしまっていた!)

f(t)~ Aτ/T+(A/π)・{Σ[n=1→∞] (sin(2nπτ)/n)・cos(2nπt/T)
   +{(1-cos(2nπτ))/n}・sin(2nπt/T)}

Q25%のパルス波のフーリエ級数展開

50%のパルス波の級数展開については分かっているのですが、25%のパルス波についての展開の仕方が分かりません!

どなかたか分かる方がいらっしゃいましたらよろしくお願いします。

Aベストアンサー

>周期はT=πで振幅1の区間は0~π/4です!

これが分かっているなら
フーリエ係数ao,an,bnは次式で与えられますから自分で計算して結果を補足に書いて下さい。

ao/2=1/4
an=(1/π)∫[0,π/4] cos(2nt)dt
bn=(1/π)∫[0,π/4] sin(2nt)dt

後はnを増加していったときのグラフを描いて、nと共にグラフが矩形波パルスに近づいていく事を確認して下さい。
グラフソフトがなければ、参考URLのフリーソフトGRAPESをインストールしてプロットして確認するといいでしょう。

参考URL:http://www.osaka-kyoiku.ac.jp/~tomodak/grapes/index.html

Q計算値と理論値の誤差について

交流回路の実験をする前に、ある回路のインピーダンスZ(理論値)を計算で求めたあと、実験をしたあとの測定値を利用して、同じ所のインピーダンスZ(計算値)を求めると理論値と計算値の間で誤差が生じました。
そこでふと思ったのですが、なぜ理論値と計算値の間で誤差が生じるのでしょうか?また、その誤差を無くすことはできるのでしょうか? できるのなら、その方法を教えてください。
あと、その誤差が原因で何か困る事はあるのでしょうか?
教えてください。

Aベストアンサー

LCRのカタログ値に内部損失や許容誤差がありますが、この誤差は
1.Rの抵抗値は±5%、±10%、±20% があり、高精度は±1%、±2%もあります。
2.Cの容量誤差は±20% 、+50%・ー20% などがあり
3.Lもインダクタンス誤差は±20%で、
3.C・Rは理想的なC・Rでは無く、CにL分、Lに抵抗分の損失に繋がる成分があります。
これらの損失に繋がる成分は、試験周波数が高くなると、周波数依存で増大します。
また、周囲温度やLCRの素子自身で発生する自己発熱で特性が変化します。
測定器や測定系にも誤差が発生する要因もあります。
理論値に対する測定値が±5%程度発生するのは常で、実際に問題にならないように、
LCRの配分を工夫すると誤差やバラツキを少なく出来ます。
 

Q正弦波と矩形波(方形波)

正弦波と矩形波(方形波)についての質問です
同じ周波数、同じ音圧で正弦波と矩形波のそれぞれを聞くと正弦波より矩形波のほうが鮮明に聞こえますが、これは何故なのかがよくわかりません。矩形波が周波数f、3f、5f、・・・(2n-1)fの重ね合わせによる波であることが関連しているのではないかと思いますが、よくはわかりません。考え方は間違っていないですか。
回答のほうをよろしくお願いします

Aベストアンサー

考え方は合っています。
人間の耳は徐々に変わっていく音に対しては鈍感、急激に変わる音に対しては敏感だからです。
ご存知の通り、正弦波は緩やかに変化する波形です。
一方、矩形波は急激に変化する部分が多数存在します。(Lレベル⇔Hレベル変化部)
まとめると、矩形波が周波数f、3f、5f、・・・(2n-1)fの合成波であり、人間の耳に敏感な変化をするから鮮明に聞こえるといったところです。

Q電圧の実行値と平均値の違い

よく使われるのは実行値で最大値のルート2分の1というのはわかっているのですが
なぜ、実行値が一般的によく使われるのでしょうか?
または、平均値がなぜあまり使われないのでしょうか?

ご存知の方よろしくお願いします。

Aベストアンサー

No.1の方が仰るように交流の一周期分を平均したらゼロになってしまいます。それでは不便なので交流で「平均値」と言ったら一般には瞬時電圧V(t)や瞬時電流i(t)の絶対値の平均を取ります。高さ1の正弦波の平均値を計算すると2/π=0.637になります。
一方、実効値(rms)は「ルート・ミーン・スクエア」ですから、瞬時電圧V(t)や瞬時電流i(t)を2乗して1周期分平均してから平方根を取ります。実効値の場合、2乗するので負側が折り返されて交流でもゼロになりません。高さ1の正弦波の実効値を計算すると√2=0.707になります。正弦波の場合には実効値は平均値の0.707/0.637=1.11倍です。
これだけですと平均値を使えば十分で、わざわざ2乗平均を使う「実効値」を持ち出す必要が無いように思われるかもしれません。実効値が使われる理由は、抵抗負荷Rが消費する電力Pが、P=R・(I^2)、或はP=(V^2)/Rで求められる、ということに由来します。

例えば前半が高さ0、後半が高さ1の方形波があったとします。この方形波の平均値は0.5です。
一方、実効値は、2乗して周期の前半は0、後半は1。これを1周期分平均して0.5。平方根を取って0.707です。
即ち1V(1A)でDuty50%の方形波電圧(電流)の平均値は0.5V(0.5A)、実効値なら0.707V(0.707A)となります。
この方形波を1Ωの抵抗に加えた場合の消費電力を考えてみてください。前半の0Vの期間は0Wです。後半の1V/1Aの期間は1Wですから、平均電力は0.5Wです。0.707V x 0.707A = 0.5Wですから、電力は電圧と電流を夫々実効値で考えた場合と一致します。実効値を計算する際に2乗を使うのは、後で電力を計算することを想定しているから…とも言えます。
このように、実効値という考え方は、電圧と電流が比例する場合、即ち抵抗負荷の場合にだけ役に立つ考え方です。ヒューズの容量を考えるような場合には、ヒューズは抵抗に近いですから、実効値の考え方は有用です。しかし定電圧電源の容量を考えるような場合には、電圧と電流が比例しませんから、実効値の考え方が役に立つ場合は限られます。

No.1の方が仰るように交流の一周期分を平均したらゼロになってしまいます。それでは不便なので交流で「平均値」と言ったら一般には瞬時電圧V(t)や瞬時電流i(t)の絶対値の平均を取ります。高さ1の正弦波の平均値を計算すると2/π=0.637になります。
一方、実効値(rms)は「ルート・ミーン・スクエア」ですから、瞬時電圧V(t)や瞬時電流i(t)を2乗して1周期分平均してから平方根を取ります。実効値の場合、2乗するので負側が折り返されて交流でもゼロになりません。高さ1の正弦波の実効値を計算すると√2=0.707になりま...続きを読む

Q直流型電位差計での被測定電池の内部抵抗

直流型電位差計で電池の電圧を測定するにあたり、
電池・蓄電池の内部抵抗の大きさ、および内部抵抗の変化は測定に影響するのでしょうか?

Aベストアンサー

<内部抵抗の大きさ、および内部抵抗の変化は測定に影響するのでしょうか?

全く影響しません。
電位差計で電池の起電力を測定する場合、電流ゼロになる条件が平衡条件ですから被測定電池の内部抵抗の影響を全く受けず、真の内部起電力が測定できます。

Q電位差計と電圧計の正確さ

電位差計を用いた方が、電圧計を用いるよりも電池の起電力を正確に測定できるのはなぜなのでしょうか?

理由は
構造上、測定回路からエネルギーを取り出さないため、他の測定方法に比べて 精確な測定値が期待できる。

測定器自体の経年変化が少ない。

ダイヤルによって測定値を直読できるので、読み取り誤差が少ない。


ぐらいしかないと思うのですが。その他にあるのでしょうか?教えてください。

Aベストアンサー

電圧計を使うと、必ず電流が流れます。
電流が流れると、電池の中の内部抵抗で電圧降下が発生します。
従って、電圧計の読みは
電池の起電力-(電池の内部抵抗×電流) となり、真の起電力は読みとることが出来ません。

微妙な電位を測定する場合、電圧計入力抵抗の大きい(電流が流れづらい)真空管電圧計を使う場合もあります。


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