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LC共振計算ツール

直列または並列LCタンク回路の共振周波数、特性インピーダンス、Qファクター、および帯域幅を計算します。インダクタンス、キャパシタンス、およびオプションの直列抵抗を入力します。

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公式

f_0 = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}, \quad Z_0 = \sqrt{\frac{L}{C}}, \quad Q = \frac{Z_0}{R}

参考: Terman, Radio Engineers' Handbook, McGraw-Hill, 1943

f₀Resonant frequency (Hz)
LInductance (H)
CCapacitance (F)
Z₀Characteristic impedance (Ω)
QQuality factor
RSeries resistance (Ω)
BW−3 dB bandwidth = f₀ / Q (Hz)

仕組み

LC共振は、インダクタ(L)とコンデンサ(C)が特定の固有振動数の発振回路を形成する電気工学の基本的な現象です。共振時には、インダクタとコンデンサの無効インピーダンスが相殺され、回路が最大のエネルギー伝達特性またはフィルタリング特性を示すという独特な状態が生じます。共振周波数はインダクタンスとキャパシタンスの積の平方根に反比例するため、部品選択の影響を受けやすくなります。実際のRFおよび電気通信アプリケーションでは、通信システム、発振器、およびバンドパスフィルタの周波数選択、信号フィルタ処理、およびインピーダンスマッチングにLCタンクが不可欠です。

計算例

915 MHz ISM バンド無線トランシーバ用のバンドパスフィルタの設計を検討してください。LC 共振計算ツールを使用して 100 pF のコンデンサを選択し、必要なインダクタを求めます。f0 = 1/ (2π √LC) を計算して、まず L = 1/ (4π ²F0²C) に再配置します。915 MHz と 100 pF を接続すると、インダクタの値は約 27.8 nH になります。回路の特性インピーダンス Z0 は √ (L/C) ≈50 Ω で、標準の RF 伝送ラインのインピーダンスと都合よく一致します。

実践的なヒント

  • より狭い帯域幅のフィルターには、低損失、高Qコンポーネントを使用
  • 安定した周波数性能を得るには、温度補償コンデンサを検討してください
  • ネットワークアナライザの測定値による理論計算の検証

よくある間違い

  • Qファクターの性能を低下させる寄生抵抗を無視する
  • 正確な周波数チューニングにおける部品許容誤差の考慮の欠陥
  • コンデンサとインダクタの温度係数を見渡す

よくある質問

Qファクターは回路のエネルギー貯蔵効率を表し、共振がどれほど急激に作用するかを示します。Q 値が高いほど、周波数応答が狭く、選択性が高くなります。
コンポーネントの値は温度とともに変化し、周波数ドリフトを引き起こします。正確な共振を維持するには、温度に安定な部品を選択することが重要です。
はい、LC共振計算機は、RFおよび通信システムのバンドパス、ローパス、およびハイパスフィルターを設計するための基本です。
LCタンクは、コンポーネントの選択と実装に応じて、可聴周波数(数Hz)からマイクロ波範囲(数GHz)まで実用的です。
高Qのインダクタとコンデンサを使用し、寄生抵抗を最小限に抑え、信号経路が短い表面実装部品の使用を検討してください。

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