例題集

$LC$共振回路

知識・記憶レベル   難易度:
二端子インピーダンス$Z$が次のように与えられるとき,図1の共振回路網により構成したい。 $L_{2}$,$C_{2}$,$L_{4}$,$C_{4}$,$L_{\infty}$ を求めよ。 \begin{eqnarray*} Z = j\omega \frac{(\omega^{2}-(\sqrt{2})^{2})(\omega^{2}-2^{2})} {(\omega^{2}-1^{2})(\omega^{2}-(\sqrt{3})^{2})} \end{eqnarray*} %=image:/media/2014/11/21/141656102514879400.png:図1
$A_{2}$,$A_{4}$,$A_{\infty}$ を用いて分解する。 \begin{eqnarray} Z = j\omega \left( \frac{A_{2}}{\omega^{2}-1^{2}}+\frac{A_{4}}{\omega^{2}-(\sqrt{3})^{2}}+ A_{\infty} \right) \end{eqnarray} $\underline{A_{\infty}=1}$ である。また,$A_{2}$は下記のように求まる。 \begin{eqnarray} A_{2}&=&\left.(\omega^{2}-1^{2})\frac{Z}{j\omega}\right|_{\omega=1}\nonumber\\ &=& \frac{(1-2)(1-4)}{1-3}=\frac{(-1)(-3)}{-2} =-\frac{3}{2} \end{eqnarray} $A_{4}$は下記のように求まる。 \begin{eqnarray} A_{4}&=&\left.(\omega^{2}-(\sqrt{3})^{2})\frac{Z}{j\omega}\right|_{\omega=\sqrt{3}}\nonumber\\ &=& \frac{(3-2)(3-4)}{3-1}=\frac{1(-1)}{2} =-\frac{1}{2} \end{eqnarray} よって, \begin{eqnarray} Z &=& j\omega \left( \frac{-\frac{3}{2}}{\omega^{2}-1^{2}}+\frac{-\frac{1}{2}}{\omega^{2}-(\sqrt{3})^{2}}+1 \right) \end{eqnarray} となることから \begin{eqnarray} -\frac{1}{C_{2}}=-\frac{3}{2} ~~\Rightarrow~~ \underline{C_{2}=\frac{2}{3}}\\ -\frac{1}{C_{4}}=-\frac{1}{2} ~~\Rightarrow~~ \underline{C_{4}=2} \end{eqnarray} $\frac{1}{L_{2}C_{2}}=1^{2}$,$\frac{1}{L_{4}C_{4}}=(\sqrt{3})^{2}$より \begin{eqnarray} \underline{L_{2}=\frac{1}{C_{2}}=\frac{3}{2}},~~ \underline{L_{4}=\frac{1}{3C_{4}}=\frac{1}{6}} \end{eqnarray}