『コロンブスの電磁気学』の要旨（15）　クロック信号の本質

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）≫並びに≪『コロンブスの電磁気学』の要旨（14）　単独と連続パルス（2）≫から、1パルスクロック信号の伝送特性の研究は、連続パルスの伝送特性までも含めた研究である事が分かります。

 

繰り返しますが、電気信号の周期性に起因する伝送特性は、電気が流れた後の結果論的特性であって、電気の基本は、あくまでもファラデーが唱えた「電気は近接作用である」なのです。

 

では、その1パルスのクロック信号の周波数（発信時間に相当）は伝送特性にどう影響するのかと申しますと、これまた、「電気は近接作用である」なのです。

 

　この件を、ここまで測定してきた銅箔コンデンサとその伝送路系を用いて、次のような実験で実証いたします。

「測定結果：1」は、50MHzパルスのクロック信号のコンデンサからの出力波形を発信時間終了後（周期の1/2の時間：10ナノ秒）に直ぐ、次の1パルスの出力波形と、4個の出力波形を連続的に、オシロスコープ内で合算した波形と、12.5MHzの1パルス単独波の出力波形を比較した結果です。

 

測定結果：1

 

 

　更に、「測定結果：2」は、4個つなげる1パルス波のクロック信号、並び単独パルス信号の周波数を、「測定結果：1」の場合の2倍として測定しました。

即ち、100MHzパルスのクロック信号のコンデンサからの出力波形を発信時間終了後（周期の1/2の時間：5ナノ秒）に直ぐ、次の1パルスの出力波形と、4個の出力波形を連続的に、オシロスコープ内で合算した波形と、25MHzの1パルス単独波の出力波形を比較した結果です。

測定結果：2

 

この場合に合算する前の100MHzの1パルスの波形は、50MHzの波形よりも随分崩れた感じで、これを4個合算しても真っ当な形をした波形が得られるのかしらと思いますが、でも真っ当な形をした、25MHzの1パルスの出力波形と同じ波形が得られたのです。

 

このように、“基準となる（合算される）1パルスのクロック信号の周波数を、50MHzから、100MHzに高くしても（発信時間を短くしても）、合算結果とそれに相当する1パルスの信号とが等価である”との、延長線上は、この基準となる1パルスのクロック信号の周波数を際限なく高くしても（発信時間を際限なく短くしても）、それら基準波を合算するなら、その合算発信時間に相当する発信時間（周波数）を有する1パルスのクロック信号と等価となる事は十分に推測可能です。

 

　言い換えるならば、ある1パルスのクロック信号を限りなく、細分化し、その各々のパルス波の効果を合算すれば、細分化前の1パルスの効果と等価であると考えられます。

この件に関する概念図を、次の「概念図：1　クロック信号」、「概念図：2　量子化されたクロック信号」に掲げます。

                                        

概念図：1　クロック信号

 

概念図：2　量子化されたクロック信号

 

尚、この細分化も必ずや限度があり、その限度は「量子論的な大きさ」となるのではないでしょうか？

 

勿論、「概念図：1　クロック信号」の時間方向の細分化に加えて、電圧方向の細分化も考慮されねばなりません。

その意味から、「概念図：2」には、「量子化されたクロック信号」との名称を付けました。

 

何しろ、このクロック信号は、一般的には直流電圧をトランジスタのON/OFF機能によって作成されており、身近な例としては、その直流電源として、携帯電話等には電池が使用されています。

 

そしてその電池に於ける電気発生を微細に見れば、電池の両電極に於ける電子レベルの反応です。

 

　ですから、この「量子的な電気（電磁波並びに光）が、粒子的に振る舞い」、「量子的な電気（電磁波並びに光）の集合体が、波として振舞う」のだと存じます。

 

　この結語は、『コロンブスの電磁気学』増補改訂版の「第2章　第1項　電気とは？」の結語であり又、次のようにも記しております。

（この件は、『第16章　第4項　最小単位の電気に基づく伝送特性の考察』を是非とも、ご参照ください）

 

 

　是非とも、『コロンブスの電磁気学』増補改訂版を御目通し頂きたく存じます。

それでは、次の≪『コロンブスの電磁気学』の要旨（16）　クロック信号の本質（2）≫に移らせて頂きます。