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伝達特性の測定：伝達特性とは？

伝達特性とは、被測定物を、電気・熱・振動等の物理量が伝わる(伝達する)具合を「伝達特性」と呼び、被測定物の振る舞い・挙動を知るための重要なパラメタです。

図：伝達特性

オーディオアンプでは増幅率等が相当します。温度センサでは熱(入力)と電気信号(出力)との関係が伝達特性です。
電気のインピーダンスは電圧と電流の比なので、電流を入力、電圧を出力と捉えればインピーダンス特性も広い意味での伝達特性と言えます。

伝達特性はどうやって測る？

熱や振動等の物理量では扱いにくいので、トランスデューサやセンサを介して、扱いやすい電気信号で測定します。実際には単純な入出力比だけではなく、応答速度や周波数応答特性が重要なパラメタとなります。応答速度に着目した伝達特性を「時間領域での伝達特性」、周波数応答特性に着目した伝達特性を「周波数領域での伝達特性」と呼びます。

時間領域での伝達特性

波形をイメージしやすく測定が容易だが、数値的管理が難しい
---->　使用される測定器：オシロスコープで波形観測

周波数領域での伝達特性

測定器が複雑になりやすいが、数値管理に向く精密な測定ができる
----> 使用される測定器：周波数特性分析器 (FRA)、FFTアナライザ＋発振器

伝達特性測定の難しさ

場合にもよりますが、伝達特性測定器は、

広い周波数範囲 (1mHz～1kHz, 1Hz～1MHzの場合など)で、
(測定の再現性、確度に影響)を有し、
早い測定速度 (生産性の向上)で

測定できることが要求されます。当然、測定確度が高いことも重要です。

この特集では、精密な測定が可能な周波数領域での伝達特性の測定例と、それを容易に実現する測定器について詳しく紹介します。