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第1級陸上無線技術士、第1種伝送交換主任技術者、第1種アナログ工事担任のTOITAが航空無線を目指す、皆様のお手伝いをします。



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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第20期法規第3章監督と罰則 (1)総務大臣への報告

              第3章監督と罰則
        (1)総務大臣への報告
      赤紫色の文字は、法規の用語解説
         のページを参照して下さい。


今回のお話は、総務大臣への報告です。
総務大臣には、無線局を監督する義務が有ります。
そして、 適正な運用をさせる為に従わない局の 免許人や無
線従事者へ罰則を与える事があります。
総務大臣が監督をすると言っても、 各無線局の当 事者でな
いとそれぞれの局の事については  分からない事があります

そこで、無線局の免許人等に対して、 総務大臣が知ってい
なければならいない、 各無線局固有の状況についての報告
義務付ています


1.総務大臣への報告
報告を義務付けているのは、以下の3つの場合です。
(1)遭難通信、緊急通信、安全通信又は非常通信を行った
      時


    この事は、遭難通信の章でお話をしましたので見直し
       ておいて下さい。

(2)法律や規則に違反して運用をしている局を見つけた時

   総合通信局は、違法局を探知していますが、それでも、
      全ての違法局を探知しきれません。 そこで、各無線局
      の免許人等に報告を義務付けています。
  道交法には、ありませんが、 あるとすれば、道交法に
  違反した運転をする者を みつけたドライバーは、警察
  に報告する義務があると言う様なものです。



(3)無線局が外国において、あらかじめ総務大臣が 告示し
     た以外の運用で制限をされた時

    例えば、無線局免許の欠格事由に「大使館や領事館、公
    使館で公の通信を行う事を目的とする局を開設しようと
     した時、 日本の大使館等がその国で免許をその国から交
   付された場合は、その国の大使館等が 日本国内で開設し
   様とした時は、 免許を与える」と言う事ですが、日本国
   の大使館等がその国で制約を受けた時は、 報告しなさい
   と言う事です。
  (少しわかりにくいですね。日本がある国で日本の大使館
    に無線局を開設したいと言ったら、認めてくれたので、そ
    の国が日本に置いた大使館に無線局を開設したいと言った
  ら認めると言う事です。つまり give and take ですネ。)


  そして、外国のエアーラインが外国から日本のある空港へ
    飛行する場合、日本の領空で航空機局の運用が認められま
  すが、日本のエアーラインが先の外国の領空で運用が制限
  された時は、 総務大臣へ報告しなさいと言う事です。
  これは、日本国が自国民を守る措置です。


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4.実力が感じられる
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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第20期工学第3章半導体・電子管・電子回路 番外編

       第3章半導体・電子管・電子回路
              番外編 ”電子管” 

今回は、 第3章の番外編として ”電子管”のお話を致しま
す。
章のタイトルに電子管と入っているにも関わらず、試験
には、出題されない為にお話をする機会がありませんで
したが、今の電子機器の発展の礎は、 何といっても”電
子管”です。
また、次回の8月期に出題が予想されない FETと同じく
電圧動作です。
そうゆう訳で今回は、番外編と致しまして、電子管のお
話をする事と致しますた。
電子管は、能動素子です。現在、能動素子の大半は  IC
を始めとした半導体です。
しかし、大電力を扱う場合や、マイクロ波を扱う場合は
、”電子管”が今でも活躍しています。
大電力の航法支援施設のレーダーには、今でもなくては
、なりません。
また、オーディオ・マニュアの方の中には、その音の暖
かさから、今でも”電子管”を使用したアンプを使用され
ている方もいらっしゃいます。

それでは、電子管とは、どの様な物か見て行きましょう


[二極管]
まず、最初にご紹介するのは、”電子管”の基礎でもある、
二極管です。これは、 半導体の基礎がダイオードである
のと同じ事です。

                           図-1

回路図記号は、図-1の左の様になります。
名前の様に P(プレート:陽極)と K (カソード:陰極)
の2極で構成されていますので、二極管と呼ばれます。
カソードもプレートも金属で出来ています。 


Hと書いてある部分は、 ヒーターです。そして、細線で
描かれた円は、 チューブを示しています。 チューブは、
ガラス又は、金属で出来ています。そして、チューブの
中は、真空です。
そのため、電子管は、その昔、真空管と呼ばれていまし
た。
実際の構造につきましては、三極管のお話の中でご覧頂
きます。
それでは、二極管の動作についてお話を致します。

               図-2

ヒーターで K:カソードを熱しますと、カソードから熱
エネルギーを得た赤の丸で示す電子が出てきます。
次にK:カソードとP:プレートの間に交流電源。そして
、カソードと負荷抵抗:RLを交流電源の下側(GND)間に
繋ぎます。


プレートの電圧が”+”の時、カソードから出てきた 電子
を引き寄せます。電子は、矢印で示しました様にプレー
トへ到着します。その後、電子は、電源を通ってRL、カ
ソード、プレートという順に巡ります。

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第20期工学第3章半導体・電子管・電子回路 (7)オペアンプその2

      第3章半導体・電子管・電子回路
        (7)オペ・アンプその2


今回は、反転増幅回路の増幅度を求める式を誘導してみ
ます。
ここで誘導される式は、大変重要な式です。
前回の回路図と式を見ながら、ご自分でノートに書きな
がら式の変化を確認して下さい

オペアンプを使用した増幅回路には、反転増幅回路と非
反転
増幅回路の2つがありますが、試験には、反転増幅
回路が出
題されますのでその増幅度の計算の仕方、そし
入力と出力
の位相関係をしっかり理解しておいて下さ
い。


1.反転増幅器の増幅度
それでは、(15)式と(16)式を書き換えます。

   (Vi - Vi-)/Ri = Ii         (19)
  (Vi- - Vout)/Rf  = If          (20)

(17)式より(19)式と(20)式は等しい事になります。
(19)式の左辺と(20)式の左辺同士を”=”で結びます。
その際 、
(2) 式よりVout を Vo と書き換えます。

      (V i - Vi-)/Ri = (Vi- - Vout)/Rf
Vi/Ri = (Vi-/Ri) + (Vi-/Rf) ― (Vo/Rf) 
                             (21)

ここで(18)式の Vi- = ―Vo/A を(21)式に代入し
ます。


   = -{Vo/(A・Ri)} - {Vo/(A・Rf)}-(Vo/Rf)
                          (22)

(22)式を ―Vo でくくります。

   = -[{1/(A・Ri)} + {1/(A・Rf)}+ (1/Rf)]Vo
                       (23)

(23)式を Vo = と書き換えます。

 Vo = -(Vi/Ri)/[1/{1/(A・Ri) +1/(A・Rf)
                                                        + 1/Rf}]


右辺の分母と分子に Ri を掛けます。


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TOITAの「航空無為線通信士受験クラブ」第20期工学第3章半導体・電子管・電子回路 (7)オペアンプその1

       第3章半導体・電子管・電子回路
         (7)オペ・アンプその1

今回と次回の 2 回に分けてオペ・アンプのお話をいた
します。
今回の最後には、  前回出題致しました演習問題の解答
を行います。 


オペ・アンプは、その名の通り、日本語で演算素子と言
います。皆様は、信じられないかも知れませんが、ウン
十年前には、アナログの計算機が有りました。
一般的では、在りませんでしたが電気関係の高校や大学
には、有りました。私も、一度、実験で使用した記憶が
有ります。
そんな昔から有った物ですが、現在は、IC化されていま
すので まさに1つの部品として扱われていますので図-7
の様に1つの部品として回路記号で描かれています。
現在は、オペ・アンプを使う事により、今まで、複数の
部品を組み合わせて作っていた増幅回路や発振器回路等
が簡単に作れる様になりました。
 
入力は、2つ有り、”-”と書かれた方から入力しますと、
出力は、入力に対して180度位相がずれます。
”+” と書いてある方から入力しますと入力と出力の位相
差は、有りません。
オペ・アンプは、差動増幅器 と言いまして、
2つの入力
の差
を増幅
します。

オペ・アンプの重要な性質を以下にまとめます。

 (1)入力インピーダンス Z1 と Z2 が無限大です。
   (入力への電流の流れ込みが無いと言う事です。)
 (2)出力のインピーダンス Zo が”0”です。
 (3)増幅度無限です。
  (数mV の入力が数万Vになると言う事では、有りま
      せん。)
   出力の電圧は、電源電圧以上には、なりませんので
   逆に言いますと、オペ・アンプの入力に入って来た
       信号のレベルを観ますと1/(無限大)ですから”0
       ”になっています)

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第20期工学第3章半導体・電子管・電子回路 (6)増幅率(度)

      第3章半導体・電子管・電子回路
          (6)増幅率(度)

今回は、前回迄にお話しをしました増幅回路がどの位増
幅するか計算してみます。
8月期の試験では、 電圧増幅率の出題が予想されますが
、増幅率の基礎は、電力増幅率ですので、そちらからお
話しを始めます。

1.電力増幅率(度)



図-6をご覧下さい。 Apと書いてある四角の箱は、 増
幅回路です。左側のVgは、信号源です。信号源には、
内部抵抗がありその内部抵抗をRin とします。増幅回路
の2つの赤い玉の間の電圧は、Vinです。 そして、増幅
回路の入力に流れ込む電流は、Iinです。
一方、増幅回路の出力側から負荷に向かって流れ出す電
流は、Ioutです。そして負荷抵抗のRにIoutが流れて負
荷抵抗の両端には、電圧Voutが現れます。

電力の増幅度ですから 入力の電力に対して出力の電力が
倍になっているかを考えれば良いことになります。
電力増幅率をApとしますと

   ApIout・Vout)/(Iin・Vin  (1)

となります。
ここでは、電力とは、(電流)x(電圧)である事と  増幅率
は、入力に対する出力の 比であることを理解していれば
OKです。


2.[dB]表示の増幅率(度)


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TOITAの「航空k無線通信士受験クラブ」第20期工学第3章半導体・電子管・電子回路 (5)トランジスターの電流増幅率その2

      第3章半導体・電子管・電子回路
    (5)トランジスターの電流増幅率その2

今回は、 トランジスターの電流増幅率の 2回目として
トランジスターの回路として一番良く使用されるエミッ
ター接地回路の電流増幅率のお話をいたします。前回、
お話を致しました ベース接地回路の電流増幅率が 基礎
になりますので、読み返しておいて下さい。


  
 ※平成26年4月1日以降の試験からトランジスターの記号から丸が無
  くなりま
した。
          
 図-4をご覧ください。電池Ebeで Ib が流れ、結果と
   てIcが流れます。
 Ebeに直列に微小な信号源 Vi が繋がれています。
 Vi の変化により Ib が ΔIb だけ変化します。  結果
   として Ic が ΔIcだけ変化します。
 Ie は、 Ib + Ic ですので、Ie も ΔIe だけ変化しま
   す。
 それでは  エミッター接地の電流増幅率についてお話
   をします。エミッター接地では、Ibが入力でIc が 出
   力となりますので エミッター接地の電流増幅率: β 
   は、

     β = ΔIc/ΔIb                (2)

 となります。
 次に  前回の(1)式のαと(2)式のβの関係を調べてみ
   ます。

     β = ΔIc/ΔIb = ΔIc/(ΔIe - ΔIc)

 分子と分母を⊿Ie で割ります。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第20期工学第3章半導体・電子管・電子回路 (5)トランジスターの電流増幅率その1

        第3章半導体・電子管・電子回路
        (5)トランジスターの
               電流増幅率その1 

前回、トランジスターの原理をご説明いたしました。
ベース電流:Ib が流れると コレクター電流:Ic が流れる
と言うのがトランジスターの基本です。
Ib の変化に対して Ic がどれだけ変化するかを論じるのが
電流増幅率です。
今回は、ベース接地の電流増幅率とベース接地回路の特徴
についてお話を致します。

トランジスターを使った増幅回路には、3 つの種類があり
ます。

   1.ベース接地回路
   2.エミッター接地回路
   3.コレクター接地回路

この3種類の回路の違いは、 トランジスターのどの端子を
接地するかの違いによります。
”接地”とは、読んで字のごとく、地面に接すると言う事で
すが、地面へ接地するとは、どう言う意味があるのでしょ
うか?
電子回路に地面が関係するのでしょうか? と言う 2 つの
疑問を感じられている事と思います。
2つ目の疑問から先にお答えします。
地面とは、地球の事で地球は、 英語で earth (アース)と
言います。 電気器具には、安全の為に アースを付けると
言う事を聞いた事がありませんか?
このアースとは、earth の事です。
earth(地球⇒地面) は、電気の世界で基準になります。
よって、電子回路や電気器具は、earthが関係します。
次に1番目の疑問についてお答え致します。 
接地するのは、電子回路の基準となる部分です。
簡単に申しますと、電圧の基準点を接地します。


電源(電池を含む)の端子電圧は、 両端間の電圧の差で
す。
電池を例にしますと、 電池の平らな方を基準とすれば、
小さな出っ張りがある方は、+1.5 [V] と言う事になりま
す。
逆に出っ張った方を基準と考えれば、平らな方は、-1.5
[V] となります。 


基準に物理的な意味合いを持たせる為に 基準としたい方
を接地します。 電源の-側を接地すれば、+ の電源と言
う事になります。逆に +側を接地すれば、-の電源と言
う事になりります。
接地する事で基準が決まります。


今回は、 ベースを基準とする ベース接地回路のお話を致
します。



「ベース接地回路」は  次回お話をします「エミッター接
地回路」のお話為の 準備にもなりますで しっかり理解し
ておきましょう。




全文は、記事をお買い求めの上、お読みください。

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第20期工学第3章半導体・電子管・電子回路 (4)トランジスター

    第3章半導体・電子管・電子回路
      (4)トランジスター 


前回は、n 形半導体と p 形半導体を接合させたダ
イオードの動作原理のお話をしました。前回お話を
しました、ダイオードは、電源を必要としませんの
で、受動素子と言えます。
今回お話をいたしますトランジスターは、動作の為
には電源を必要としますので能動素子です。


それでは、今迄の準備を活かしてトランジスターの
動作原理のお話をします。
ダイオードの動作原理が良く理解出来ていない方は
、前回、又は、前々回の記事から読み直しをしてお
いて下さい。

1.トランジスターの種類
トランジスターには、n形半導体とp形半導体の組
合せの仕方の違いにより2種類あります。
それは、PNPトランジスターとNPN トランジスタ
ーです。それぞれの型名は、それぞれの構造を表し
ています。
それでは、PNPトランジスターから見てみます。


2.pnpトランジスター
  

 pnpトランジスターは、 名前の通り、n形半導体の
 両側に
 p形半導体を配しています。
 両方のp形半導体の中の白い丸は、 電子が不足した
 正孔です。
 n形半導体の中の赤い丸は、自由電子です。
 左側のp形半導体をエミッターE)。 真ん中の n
 形半導体をベースB)。
 そして、右側のp形半導体は、 コレクターC)と
   言います 。
 これらの名称をしっかり覚えておいて下さい

 pnpの順に半導体を接合してその両端に電池 Eceを
   繋ぎます。Ece を仮に 3 [V]。 Ebe を 1.5 [V] と
   します。
 ここで、コレクターとベースについて直目してみま
   す。
 コレクターを0 [V]としまと、Ece と Ebe の向きか
   らベース電圧は

 Ece + Ebe = 3 + (-1.5) = 1.5 [V]

 となります。コレクターとベースの間は、前回お話
   をしました逆バイアスの状態すのでベーとコレク
   ター間に 流れません
 
 それでは、この後の話が進みませんね。
 次に、エミッターとベースの関係について 見てみま
   す。


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