線形回路 非線形回路

質問

電気回路において、線形回路や非線形回路ということをよく聞くのですが、
こればどういう意味なのでしょうか。

回答No.3

foobar · ベストアンサー

線形回路
ある回路で入力xを入れたとき、出力y=f(x)が出るとします。
ここで、入力を変えてa*x1+b*x2 にしたとき(a,bは定数)に、出力がa*f(x1)+b*f(x2) になるようなものを線形回路、と呼んでいます。
（文章で書くと、
・入力を２倍にしたら、出力も２倍になる
・入力に二つの信号を足して入れたら、出力はそれぞれ単独で入れたときの出力を足したものになる
ような回路です。）

これが成立しないものが非線形回路です。
（たとえば、入力信号が一定値以下なら０、一定値を越えると５Vが出るような回路は非線形ですね）
、

お礼

お礼が遅くなりました。
ありがとうございます。

回答No.4

himara-hus

線形の意味は他の方が書かれていますので、それ以外のことについて補足します。
線形回路（部品）の代表は、抵抗、コンデンサ（リアクタンス）、コイル（インダクタンス）です。
入力した周波数と同じ周波数が出てきます。
非線形回路は、簡単に言うと波形が歪む回路で、入力した周波数（波形）がそのまま出てきません。
例えば、入力周波数と同じ周波数も出てきますが、２倍、３倍・・・ｎ倍の周波数成分も出てきます。（合成された波形がでてきます）
２周波入れると、入力周波数と同じ周波数も出てきますが、２倍、３倍・・・ｎ倍、それに２周波を足した周波数や引いた周波数などの色んな周波数成分も出てきます。（合成された波形がでてきます）

　ダイオードやトランジスタなど半導体は基本的には非線形回路です。
　アンプも厳密に言えば非線形ですが、飽和しない領域では大まかに言えば線形として扱える場合も有ります。

お礼

ありがとうございました。

回答No.2

outerlimit

＞交流などでも単純な正弦波は線形になるのでしょうか。

単純な正弦波に限定されません　　また周波数にも限定されません

ただし　通常は　その回路で線形に扱える　電圧範囲（最大値　最小値は装置の発生するノイズ）と周波数範囲があります
これは回路の設計の際に決めます、ノイズの影響を受けると線形性が崩れます

通常の電子機器（アナログ）は、ほとんどが線形回路です

オーディオアンプ、ラジオ（AM,FM）、TV（ディジタル放送用でも高周波回路とオーディオ回路は線形）、各種測定器（テスタ、オシロスコープ）

たとえパルスを扱っても、その線形性の範囲で近似された出力が得られます

回答No.1

outerlimit

線形の意味は判りますね

y=ax(+b)　の様に　入力と出力が線形（1次式）の関係のあるものが線形です

非線形は　線形以外のもの全てです

一般のアナログ回路においては　線形性の確保が重要です

アナログ増幅器では　入力0.1Vのとき出力1Vであれば　入力0.5Vのとき　出力5Vが期待されます

この関係が崩れると　出力の目的外成分(ひずみ)が増加します

元の信号を忠実に伝送するためには線形性が重要です

線形性を確保して伝送する回路が線形回路です

お礼

なるほど・・
ということは、交流などでも単純な正弦波は線形になるのでしょうか。