パラメータ、

質問

私は今回路工学という授業をとっているのですが、そこにでてくるZパラメータやｈパラメータ、Fパラメータの求め方がよくわかりません、
何やらｈ11とはｖをiで割ってと色々書いてあるのですが、、、
それをどうしろというのでしょうか？
教科書に書いてある説明の下にニ端子回路をつかってこれはhパラメータだよ～
みたいに描いてあるのですが、わかりません、、、
電圧が掛かっているという意味の→が描いてあるのですが、わかりません、
しかもそこには解法除去や短絡除去をしてある、、、ようするに除去をしているが
導線でつながっているのでしょうか？hパラメータなのですが、i2＝0の場合
の図で左の端子は解法除去してあるのに、電圧ｖ1が掛かっています、、、、
これは一体どういうことなのでしょうか？
できるだけわかりやすくお願いします、

回答No.2

black_monkey · ベストアンサー

black_monkeyと言います。お猿さんのレベルで記述させていただきます。
的はずれがあるかもしれませんがお猿さんと言うことでご勘弁下さい。
【各種行列概観】
・～パラメータと呼ばれることがありますが、以下の記述では～行列と言う表記で統一させていただきます。
・授業ででてきたかもしれませんが、回路を解析するため、
Z行列
Y行列
F行列
h行列
が使用されます。
さらに伝送回路、マイクロ波等の信号の伝送を扱うため、S行列が使われます。
F行列は、入力信号と出力信号を結びつけるパラメータとなっており、2端子対回路を縦続接続して構成された2端子対回路のF行列は、各2端子対回路のF行列をかけあわせたものになります。また、先ほども記載しましたよう、出力信号と入力信号とを結びつけるパラメータとなっており、（出力電圧）/（入力電圧)の伝送関数が計算でき、フィルタの伝送関数（減衰特性）の解析などに使うことができます。
h行列は、バイポーラトランジスタやユニポーラポーラトランジスタなどの能動デバイスを用いた増幅器の利得、入出力インピーダンスの計算に使用されます。h行列意味の理解を深めるためには、能動デバイスの小信号等価モデルの勉強を並行して勉強されるとよいかと思います。基本的な内容を理解されたならば、図書館で、電子回路、電気回路の演習書を探せば、そこにはギョェーというほどの問題がありますので、演習の授業でギョェーとなる前に、計算に習熟されるのもよいかもしれません。
S行列ですが、将来、無線関連のデバイスについての勉強をされると言うなら、勉強しておいて損はないかもしれません。シグナルフロー図を書いて、反射係数、伝送係数を計算するのも一興かと思います（きれいに一般式が求まりますが、実際に計算しようとすると、複素数の計算となりますのでゲロゲロですぅ～）。
【本文】
(1)
「
何やらｈ11とはｖをiで割ってと色々書いてあるのですが、、、
それをどうしろというのでしょうか？
」
→
h行列の定義に従って計算してねぇ～という著者の意図かとぉ～思ったりするのですがぁ～。
(2)
「
電圧が掛かっているという意味の→が描いてあるのですが、わかりません、
」
→
2端子対回路はブラックボックスとして記載されているかと思います。端子1と2が有り、矢印としては電流に関連づけられた「→」と電圧に関連づけられた「↑」があるかと思います。
各端子の「→」は、2端子対回路に流れ込む方向を正の向きにとった2端子対回路に流れ込む電流を意味します。
各端子の「↑」は、2端子対回路の各端子の電圧を意味します。この電圧は、実際にGNDを基準とした、電源電圧で加えた電圧だったり、負荷（例えば抵抗など）を接続したとき負荷にかかる電圧を意味します。
(3)
「これは一体どういうことなのでしょうか？」
に対する理解の手助けになるかわかりませんが、簡単な例でF行列、h行列の計算例を示します。

【お猿さんの回路】
端子1と2の間に抵抗Rを挿入した回路を考えますぅ～。端子1、2側の残りの端子はGNDに接続されていると考えますぅ～。
これでぇ～、2端子対回路の完成ですぅ～。これでも立派な2端子対回路です。ウキィキィー。
【F行列の計算】
F行列
V1=A*V2+B*I2’
I1=C*V2+D*I2’
となります。ウキィキィ～？ここでI2'としたのは、F行列の場合、電流の流れる向きが2端子対回路から流れ出す方向を正としているため、このような表記を使っていますぅ。
端子2をショートすると端子2の電圧V2=0となり、
V1=B*I2'
I1=D*I2'
端子2に流れる電流はI1=I2'=V1/Rより
B=R
D=1
また端子2をオープンとすると、端子2に流れる電流はI2'=0
V1=A*V2
I1=C*V2
端子1・2間（抵抗R)には電流が流れないので、I2'=I1=0
また、端子1の電圧がそのまま端子2に見えるので、V1=V2
A=1
C=0
以上から
V1=(1)*V2+(R)*I2’
I1=(0)*V2+(1)*I2’
と求められます。
【h行列の計算】
ウキィキィーh行列の計算だぁ～。
h行列の定義
V1=h11*I1+h12*V2
I2=h21*I1+h22*V2
となるウキャー。
端子1・2間に抵抗Rが挿入されているキャー。
端子1をオープンとすれば、端子1で電流は（(1)流れない、(2)流れる）ので、I1=0
V1=h12*V2
I2=h22*V2
このとき当然、端子2にも電流が（(1)流れない、(2)流れる）ので、I2=0
端子1と2の間（抵抗R)には電流が流れないので、端子2の電圧がそのまま端子1に（(1)見えない、(2)見えてしまう）ので、
V1=V2=h12*V2
I2=0=h22*V2
よってh12=（？）,h22=（？）
端子2をショートすると、端子2の電圧は0（Volt）より
V1=h11*I1
I2=h21*I1
このとき、抵抗Rに電圧V1がかけたとき流れる電流が（(1)I1、(2)I2)となり。また、端子2は、電流（(1)I1、(2)I2)が端子2から
流れ出すので、I2=((1)I1,(2)-I1）
I1=V1/Rより、h11=（？）
I2=-I1より、h21=（？）
となり、
V1=(？)*I1+(？)*V2
I2=(？)*I1+(？)*V2

と言うように計算できます。

h行列の導出の説明文を、問題文形式にさせていただきました（ベタに書くと、ヒンシュクの嵐にあうかもしれませのでぇ～、このうような形にさせていただきましたがぁ～、こんなことはわかっているワイとamuro_78さんから礫を投げられそうな気がしてきました。）。

誤記、誤計算、ウソがありましたらゴメンナサイ。

お礼

長々とありがとうございます、じっくり見てみます、