43PM17|第43回 第2種ME技術実力検定試験 過去問

Ⅰ 基礎的知識MEの基礎となる理工学的知識基礎的知識/理工学的知識

弁別比が 100 dB の差動増幅器に 1 V の同相信号を入力したら 10 mV の出力を得た。この増幅器に逆相信号 2 mV を入力したときの出力[V]はどれか。

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正解: 3

正答

3

この問題のポイント

弁別比から差動利得と同相利得の比を求め、差動入力の出力を計算します。

解説

まず同相入力時の出力から同相利得を求め、弁別比から差動利得を求めます。

公式:CMRR[dB] = 20 log₁₀(Aᵈ/Aᶜ)、したがって Aᵈ/Aᶜ = 10^(CMRR/20)
単位:10 mV = 0.010 V、2 mV = 0.002 V。電圧利得は無次元です。
代入:Aᶜ = 0.010 V/1 V = 0.01、Aᵈ/Aᶜ = 10^(100/20) = 10⁵
計算:Aᵈ = 0.01 × 10⁵ = 1000、出力 = 1000 × 0.002 V = 2 V
選択肢:3の2 Vです。

選択肢の確認

1.0.1
誤り。
0.1 Vは求めた差動利得1000を2 mVへ掛けた値ではありません。

2.0.2
誤り。
0.2 VではCMRR100 dBから得る差動利得を1桁小さく扱っています。

3.2
正しい。
同相利得0.01、差動利得1000より、2 mVの差動入力で2 Vです。

4.10
誤り。
10 Vは差動入力または利得を過大に扱った値です。

5.20
誤り。
20 Vも正しい差動利得と2 mVの積ではありません。

覚えるポイント

CMRR[dB] = 20 log₁₀(Aᵈ/Aᶜ)。電圧比100 dBは10⁵倍です。

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