(1)増幅器の入力電圧が150mVのとき、出力電圧が20Vであった。増幅器の利得をdBで表す。 (2)減衰器の入力電力が600Wのとき、出力電力が10Wであった。減衰器の利得をdBで表す。ただし、$log_{10}2 = 0.3$、 $log_{10}3 = 0.48$とする。

応用数学対数dB増幅器減衰器電力電圧
2025/6/22

1. 問題の内容

(1)増幅器の入力電圧が150mVのとき、出力電圧が20Vであった。増幅器の利得をdBで表す。
(2)減衰器の入力電力が600Wのとき、出力電力が10Wであった。減衰器の利得をdBで表す。ただし、log102=0.3log_{10}2 = 0.3log103=0.48log_{10}3 = 0.48とする。

2. 解き方の手順

(1)
電圧利得GvG_vは、
Gv=20150×103=201501000=20000150=4003G_v = \frac{20}{150 \times 10^{-3}} = \frac{20}{\frac{150}{1000}} = \frac{20000}{150} = \frac{400}{3}
dB表示の利得GdBG_{dB}は、
GdB=20log10Gv=20log10(4003)G_{dB} = 20 log_{10} G_v = 20 log_{10} (\frac{400}{3})
GdB=20(log10400log103)=20(log10(4×100)log103)=20(log104+log10100log103)G_{dB} = 20 (log_{10} 400 - log_{10} 3) = 20 (log_{10} (4 \times 100) - log_{10} 3) = 20 (log_{10} 4 + log_{10} 100 - log_{10} 3)
GdB=20(2log102+2log103)=20(2×0.3+20.48)=20(0.6+20.48)=20(2.12)=42.4G_{dB} = 20 (2 log_{10} 2 + 2 - log_{10} 3) = 20 (2 \times 0.3 + 2 - 0.48) = 20 (0.6 + 2 - 0.48) = 20 (2.12) = 42.4
(2)
電力利得GpG_pは、
Gp=10600=160G_p = \frac{10}{600} = \frac{1}{60}
dB表示の利得GdBG_{dB}は、
GdB=10log10Gp=10log10(160)G_{dB} = 10 log_{10} G_p = 10 log_{10} (\frac{1}{60})
GdB=10(log101log1060)=10(0log10(6×10))=10(log106+log1010)G_{dB} = 10 (log_{10} 1 - log_{10} 60) = 10 (0 - log_{10} (6 \times 10)) = -10 (log_{10} 6 + log_{10} 10)
GdB=10(log10(2×3)+1)=10(log102+log103+1)=10(0.3+0.48+1)=10(1.78)=17.8G_{dB} = -10 (log_{10} (2 \times 3) + 1) = -10 (log_{10} 2 + log_{10} 3 + 1) = -10 (0.3 + 0.48 + 1) = -10 (1.78) = -17.8

3. 最終的な答え

(1) 42.4 dB
(2) -17.8 dB

「応用数学」の関連問題

質量5kgの直方体の物体を、質量15kgの机の上に置いたとき、物体のA面を下にして机の上に置いたとき、物体が机におよぼす圧力を求める問題です。ただし、100gの物体にはたらく重力の大きさを1Nとします...

物理圧力力学単位変換
2025/6/22

質量5kgの直方体の物体が、質量15kgの机の上に置かれている。机の足1本と床が接する面積は20cm²である。このとき、直方体の物体が机を押す力の大きさを単位付きで求める。ただし、100gの物体にはた...

物理力学重力圧力
2025/6/22

問題は、与えられた数式を計算して、$F$ の値を求めることです。2つの数式は分子の最初の項が違うだけで、それ以外は同じです。具体的には、以下の2つの式を計算します。 $F = \frac{\frac{...

数式計算物理近似計算ルート
2025/6/22

与えられた数式の値を計算します。数式は以下の通りです。 $F = \frac{\frac{(7.853)^2}{0.349} \sqrt{\frac{(193 \times 10^9)(246.927...

計算数式科学技術計算べき乗平方根
2025/6/22

与えられた式 $F = \frac{\frac{(4.730)^2}{0.349^2}\sqrt{\frac{(193\times 10^9)(246.9277\times 10^{-12})}{(0...

計算数値計算公式
2025/6/22

傾き $\theta$ のなめらかな斜面上に、ばね定数 $k$ の軽いばねが置かれている。ばねの一端は壁に固定され、他端に質量 $m$ の物体が置かれている。ばねは自然長よりも縮んで静止している。重力...

力学ばね力のつり合いsin物理
2025/6/22

重さ10Nのおもりを2本の糸でつるして静止させたとき、糸1と糸2の張力の大きさを、3つの異なる図についてそれぞれ求めよ。

力のつり合いベクトル三角関数連立方程式物理
2025/6/22

斜面上に置かれた重さ50Nの物体が受ける重力のx成分(斜面に平行な方向)とy成分(斜面に垂直な方向)を求めます。

力学ベクトル三角関数物理
2025/6/22

xy平面上にある4つの力$\vec{F_1}$、$\vec{F_2}$、$\vec{F_3}$、$\vec{F_4}$について、以下の問いに答えます。ただし、図の1目盛りは1Nとします。 (1) それ...

ベクトル力の合成ベクトル物理
2025/6/22

図(a), (b)に示された力 $F_1$ から $F_6$ の、x成分とy成分をそれぞれ求める。

ベクトル力の分解三角関数物理
2025/6/22