NFCアンテナ設計・共振調整・解析＆センサ搭載無線モジュール開発
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RFイノベーション株式会社
結合係数の測定
結合係数の測定方法をご紹介します。
まず、コイル１とコイル２のインダクタンスをそれぞれL1とL2とし、
LCRメータやインピーダンスアナライザで測定しておきます。
また、Fig.1に、結合係数k測定の概略図を示します。
コイル１にシグナルジェネレータを接続し、正弦波を印加します。
そのときのコイル１に印加された電圧V1と、コイル２に発生した電圧V2をオシロスコープで測定します。
ここでは、オシロスコープの入力インピーダンスは、コイル2のインピーダンスより大きい場合とし、
コイル２の両端に直接オシロスコープのプローブを接続します。
次に、結合係数kの測定に用いる式を導出します。
Fig.2にFig.1の等価回路、(1)(2)(3)(4)式にこの等価回路の回路方程式を示します。
これらの式よりV2を求め、オシロスコープの入力インピーダンスR→∞、コイル１の抵抗値r1→0と近似すると、
(5)式のようになります。
したがって、結合係数kは(6)式で表されます。
(6)式に、先に測定したL1とL2、V1とV2を代入すると、
結合係数kを求めることができます。
※正弦波を印加するコイルは、コイル１とコイル２のどちらでも求めることができます。
※V1とV2の測定は、オシロスコープでなく交流電圧計などを用いても同様の結果が得られます。
2016.02.07