『コロンブスの電磁気学』の要旨（14）　単独と連続パルス（2）

2011年3月25日

宇佐美　保

　先の≪『コロンブスの電磁気学』の要旨（13）　単独と連続パルス（1）≫の冒頭の一部を再掲しますと。

「偉大なファラデーの最大の発見（私の勝手な解釈？）は、“電気は近接作用である”」を、思い起こして頂けましたら、「フーリエ分解は、電気が流れた後の事後処理」であって、電気の流れを決定するものではないのです。

　

　それでも、まだ十分に御納得頂けないかもしれませんので、先に、１パルスのクロック信号を用いてコンデンサの出力波形を測定したと同様な状況で、１パルスの場合と連続パルスの場合のコンデンサからの出力波形（1MHzと1KHz）を比較してみました。

「図：1」（先文の「図：2」）

測定結果：1	測定結果：2

　この「測定結果：1＆2」に見ますように、単独パルスと連続パルスには差がない事が分かります。

 

但し、更に周波数が高くなりますと、出力信号の最後尾がゼロボルトになる前に、次の信号出力の先端部が重なる状況も発生しますので、この辺での差が生じてきます。

 

　そこで従来同様に「図：1」のコンデンサに、100MHzのクロック信号を流してコンデンサ出力を測定しました。

 

測定結果：1

この「測定結果：1」に見ますように、100MHzのクロック信号の今回用いたコンデンサからの出力信号は、次のパルスの発信時間が来る1パルス分の周期（10ナノ秒）が過ぎても継続しています。

　従って、連続パルスの場合は、これらのかく単独パルスの周期が終わった後の出力波形が全て加算された波形となっていますが、1パルス分のみの信号の出力は、そのパルス前の出力分が加算されていません。

　そこで次は、単独パルスを、4回、時間をおいてコンデンサから出力させ、それらの波形を（オシロスコープの画面上で）周期分の時間をずらせて表示し、それらを加算した波形から、連続波形分を減じた結果を、「測定結果：2」に掲げます。

測定結果：2

この結果を見ますと、「単独パルス4個加算」された内、最初の1個目のパルスは勿論のこと、3（多分4）個目のパルスも、1パルス分のみの場合同様に、その信号の出力は、そのパルス前の出力分が十分には加算されていません。

（それは、単独パルスのみの出力波形の尾の長さからも納得がゆきます）

 

　尚、参考の為に、「測定結果：3」に「単独パルスを10個加算した場合」も掲げました。

測定結果：3

この結果からも、「測定結果：2」同様な考察が可能です。

これらの事から、「単独パルスを何個も加算した場合」は、「連続パルス」同様な波形を得る事になるわけです。

 

勿論、両者の場合とも（「連続パルス」といえども）、最初の3（或いは4）パルスの形状は、若干この後に続くパルス信号の出力波形と異なる事となるのです.
勿論、この様相は、クロック信号の周波数（周期）によって異なります。
前文のように、1KHz、1MHzと周波数の低い場合は、単独パルスが、次に続くパルスに影響を及ぼしませんから、単独パルスと連続パルスの形状は同じです。
しかし、今回の100MHzの場合は、注目するパルスの3（or4）パルス前（影響力が飽和的状態になるパルス数）までの影響を受けていますが、より周波数が高い信号の場合はもっと前までの信号の影響を受ける事となるでしょう。

　従って、単独であろうと、連続であろうと各パルスの電気信号としての流れ方には全く相違が無い事が分かります。
即ち、単独パルス（1パルスのみ）を流した時は、1パルスとしての性格がはっきりと測定されます。
しかし、連続パルスで流した時は各パルスの単独としての流れ方は同じでも集計された結果では、各単独パルス独特の性格が一部合算されてしまうだけの相違なのです。

　更に繰り返しますが、電気信号の流れ方を考察するに当たっては、1パルスの電気信号での考察が大変有意義である事に御納得頂けると存じます。