第三種電気主任技術者・2023年度 下期・理論

2023年度 下期 理論 問13

図に示すように二つの増幅器を縦続接続した回路があり、増幅器1の電圧増幅度は10である。今、入力電圧 viv_i の値として 0.4mV0.4 \mathrm{mV} の信号を加えたとき、出力電圧 vov_o の値は 0.4V0.4 \mathrm{V} であった。増幅器2の電圧利得の値 [dB]\mathrm{[dB]} として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

2023年度 下期 理論 問13の問題図1

出典:第三種電気主任技術者 2023年度 下期 理論 問13

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正答:(3)

要点

正解は(3)。全体の電圧増幅倍率を入力と出力の比から求め、既知の1段目利得を割り引いて2段目利得をdBへ変換します。倍率とdBの変換を取り違えないことが要点です。

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この問題では、全体利得 vo/viv_o/v_i を求めてから増幅器1の利得を除き、残った倍率を 20log⁡10A20\log_{10}A でdB表示に変換します。

  1. 全体の電圧増幅倍率 AtotalA_{total} は、Atotal=vovi=0.4V0.4mV=0.40.0004=1000A_{total} = \dfrac{v_o}{v_i} = \dfrac{0.4 \mathrm{V}}{0.4 \mathrm{mV}} = \dfrac{0.4}{0.0004} = 1000 倍です。
  2. 増幅器1の倍率 A1=10A_1 = 10 なので、増幅器2の倍率 A2A_2 は 1000/10=1001000 / 10 = 100 倍となります。
  3. 利得 [dB]\mathrm{[dB]} は 20log⁡10A220 \log_{10} A_2 で求められます。
    20log⁡10100=20×2=40dB20 \log_{10} 100 = 20 \times 2 = 40 \mathrm{dB}。

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