□ H18年12月期 A-15  Code:[HF0607] : スーパーヘテロダイン受信機の感度向上方法
インデックス
検索サイトから来た方は…
無線工学の基礎 トップ

以下をクリックすると、元のページが行き先に飛び、このウインドウは閉じます

 ■ 無線工学を学ぶ
 (1) 無線工学の基礎 
 年度別出題一覧
  H11年 4月期,8月期,12月期
  H12年 4月期,8月期,12月期
  H13年 4月期,8月期,12月期
  H14年 4月期,8月期,12月期
  H15年 4月期,8月期,12月期
  H16年 4月期,8月期,12月期
  H17年 4月期,8月期,12月期
  H18年 4月期,8月期,12月期
  H19年 4月期,8月期,12月期
  H20年 4月期,8月期,12月期
  H21年 4月期,8月期,12月期
  H22年 4月期,8月期,12月期
  H23年 4月期,8月期,12月期
  H24年 4月期,8月期,12月期
  H25年 4月期,8月期,12月期
  H26年 4月期,8月期,12月期
  H27年 4月期,8月期,12月期
  H28年 4月期,8月期,12月期
  H29年 4月期,8月期,12月期
  H30年 4月期,8月期,12月期
  R01年 4月期,8月期,12月期
  R02年 4月期,9月期,12月期
  R03年 4月期,9月期,12月期
  R04年 4月期,8月期,12月期
 分野別出題一覧
  A 電気物理, B 電気回路
  C 能動素子, D 電子回路
  E 送信機, F 受信機
  G 電源, H アンテナ&給電線
  I 電波伝搬, J 計測

 ■ サイトポリシー
 ■ サイトマップ[1ama]
 ■ リンクと資料

 ■ メールは下記まで



更新履歴
2022年
12/31 12月期問題頁掲載
09/01 08月期問題頁掲載
05/14 04月期問題頁掲載
H1812A15 Counter
無線工学 > 1アマ > H18年12月期 > A-15
A-15 次の記述は、スーパヘテロダイン受信機の感度を良くする方法について述べたものである。[ ]内に入れるべき字句の正しい組合せを下の番号から選べ。
(1) 高周波増幅器に使用するトランジスタは、雑音指数が[A]、電流増幅率の大きいものを用いる。
(2) 高周波同調回路の尖鋭度Qを大きくする。
(3) 中間周波増幅器の通過帯域幅を必要以上に[B]しない。
(4) [C]増幅器の利得を上げる。

小さく 広く 低周波
小さく 狭く 中間周波
小さく 広く 中間周波
大きく 狭く 低周波
大きく 広く 中間周波

 ここで取り上げられているのは、スーパーヘテロダイン受信機ですが、感度を上げることは受信機一般に共通する課題なので、そこから見て行くことにしましょう。

[1]受信機の感度とは何か

 受信機の「感度」というと、一般には「このラジオは感度がいい」という表現に見られるように、弱い信号でも良く聞こえる度合い、を指します。つまり感度とは、定性的に表現すれば「どの程度まで弱い信号が受信できるか」ということになります。
 しかし、これでは比較できないので実際の定義は少し違います。感度の定量的定義は、
  S/N比が x [dB]となるときの受信機入力 y [μV]
という表現になります。xは周波数帯や電波形式によって、業界等で決めた値が入ります。yは受信機の感度そのもの、ということになります。これは何を言っているかというと、yが小さければ小さいほど、一定のS/Nを得るための受信機入力(つまり電界強度)が小さくて済む、ということなので、感度が高い、ということです。

[2]感度を上げるには(その1)…ノイズを抑えること

 上で見たように、感度が高いこととは、弱い電波まで高いS/Nを保って受信できる能力が高い、ということと同じ意味ですから、感度を上げるためには、受信機で発生するノイズを抑えればよい、ということになります。
 ノイズを抑えるためには様々な方法がありますが、代表的なものには、
  • ノイズの少ない素子を使う
    当然のことですが、増幅素子に自らが発するノイズの少ないもの、すなわち雑音指数(ノイズフィギュア=NF)の小さいものを選択します。特に、フロントエンドである高周波増幅段のNFがほとんど受信機のノイズを決めてしまいます
  • 帯域を不必要に広げない
    いくらノイズの少ない素子を使っていても、500 [Hz]しか必要ない電信の交信に、SSB用の3 [kHz]のフィルタを使っていては意味がありません。中間周波数段のフィルタ等で帯域制限を必要十分にしてやらないと、帯域内ノイズは帯域幅の平方根に比例して増加するので、要注意です。増幅段間の同調回路のQを上げることも、この帯域を(必要十分に)狭めることと同じ働きです。
要するに、感度が高い受信機とは、大きな音が出る受信機ではなく、ノイズの少ない受信機だ、と言えるでしょう。

[3]感度を上げるには(その2)…信号を増幅すること

 高感度な増幅器は、弱い信号でも高いS/Nが得られることなのですから、ノイズ(N)を減らすだけではなく、信号(S)を大きくしてやることも必要になります。信号を大きくしてやるには、
  • 増幅段の利得を上げること
    当然といえば当然ですが、これもノイズの所で述べたのと同様、高周波増幅段でなるべく大きな利得を取るのがS/N的に有利です。後段で利得を大きくしても、ノイズも増幅されてしまうからですが、高周波増幅段では、素子の特性や発振の危険などで、あまり大きな利得を取れないため、中間周波増幅などでも利得を稼ぎます。
  • 同調回路のQを大きくすること
    上に書いたように、Qを大きくすることは帯域を狭めると同時に、共振時の同調回路両端の出力電圧を大きくすることでもあるので、利得を大きくすることと同じ効果が得られます。しかし、あまり極端にQを大きくしすぎると、帯域内で周波数特性が大きく変化しますから、音声の場合は了解度が低下(要するに「変な声」になる)してしまいます。
このように、受信機の感度を上げるには、低ノイズにすることと利得を大きくすることの2面作戦で対策する必要があります。

それでは、解答に移ります。
 …高感度受信機では、高周波増幅段に雑音指数が小さい素子を選択します
 …途中の増幅段の帯域は、必要以上に広くしないことが重要です
 …ノイズを増幅しないために、中間周波増幅器で利得を稼ぎます
となりますから、正解はと分かります。