容量性カップリング

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容量性カップリング（ようりょうせいカップリング、英 capacitive coupling）は、電子工学において、回路内2点間の容量による、エネルギー伝達である。このカップリングは、意図したものだったり、副作用だったりする。通常、容量性カップリングは、カップリングするシグナルに対し、キャパシタを直列につなぐことによって行われる。容量カップリング、容量結合と呼ばれることもあるが、容量性カップリング (capacitive coupling) と、（コンデンサの静電）容量 (capacitance) との区別が付きにくいため、誤解の元である。

[編集] アナログ回路での使い方

アナログ回路では、カップリングキャパシタは二つの回路を接続するために使われ、ひとつめの回路の交流 (AC) シグナルをもう一つの回路に伝えるが、直流 (DC) はブロックする。このテクニックは、二回路間のDCバイアスセッティングを分離する上で役立つ。容量性カップリングはACカップリングとしても知られ、この目的で使われるキャパシタをカップリングまたはDCブロッキングキャパシタと呼ぶ。容量性カップリングは、これを含むシステムの低周波伝達効率を低下させるという欠点がある。それぞれのカップリングキャパシタは、次段への入力インピーダンスによってハイパスフィルターを構成するので、次段の各フィルタのデシベル値は、単独で用いる場合より高い値となることがある。従って、低周波への適切な応答のためには、使われるキャパシタには高い容量 (capacitance) レーティングが必要である。その値は十分に高くなければならず、増幅したい最低周波数に対し、個々のリアクタンスがそれぞれ入力インピーダンスの最低10倍以上となるようにすべきである。この容量性カップリングの欠点は、ダイレクトカップリングを使った設計によって最小限に抑えることができる。

[編集] 特性

導線で隣同士を結ぶだけでも、非常に単純な容量性カップリング、つまり、数pFの容量性カップリングになってしまう。時々、導線は物理的安定性のため、よりあわされる^[1][2]。

[編集] 寄生性の容量性カップリング

容量性カップリングは、意図せずともしばしば起こる。たとえば、隣あう導線間やプリントパターンの間などである。容量性カップリングはノイズとして現れることも多い。カップリングを低減する目的で、導線やプリントパターンの間隔を広くしたり、互いに影響を及ぼす可能性のあるシグナルの間に、グランドラインやグランド面を置くことも多い。ブレッドボードは、長い金属片が並んだ構造が数pFのキャパシタを形成するため、このような問題を特に起こしやすい。高周波やハイゲインのアナログ回路のプロトタイプを作る場合、回路をグランド面上に構築して、相互のカップリングよりグランドとの間のカップリングの方が大きくなるようにすることも多い。ハイゲインアンプの出力が入力との間で容量性カップリングする場合、オシレータとなることが多い。

[編集] 脚注

[編集] 外部リンク

• Capacitance and Uses of Capacitors
• Howard Johnson: When to use AC coupling, DC Blocking Capacitor Value
• Texas Instruments: AC-Coupling Between Differential LVPECL, LVDS, HSTL, and CML (PDF)