触って気づくための小さな実験。スケッチブックや測定ビューアを、気の向くまま置いています。

Fourier スケッチブック
左のキャンバスにマウスで形を描くと、回転する円(エピサイクル)の重ね合わせが元の形を再現する。
フーリエ級数は「任意の周期関数を正弦波の和で表せる」という話で、これはその可視化。RFでいえば、任意の波形をスペクトルに分解してまた足し合わせるようなもの。
INPUT — ここに描く
OUTPUT — エピサイクル
SPECTRUM — 周波数成分の振幅(明るいバー = 今回転中の円)
32
6
プリセット:
左に描いてね。マウスを離したら解析が始まる。
畳み込みスライダ
畳み込み (f∗g)(t) は「片方を反転して滑らせ、重なった面積をなぞる」操作。
上段で f(τ) は固定、g(t−τ) が反転して動く。中段はその積(=重なり)、下段がなぞった結果。スライダ t を動かすと、面積がそのまま出力になっていくのが見える。
① f(τ) と g(t−τ) — オレンジが反転して滑る
② 積 f(τ)·g(t−τ) — この塗りつぶし面積が出力の値
③ 結果 (f∗g)(t) — 面積をなぞった曲線
-2.20
f(τ):
g(τ):
DEFINITION
g を τ について反転 (g(−τ)) し、t だけ平行移動して重ね、積の面積をとる。t を動かすとその面積が出力になる。矩形×矩形 → 三角、何かとガウス → なめらかに、がよく効く例だよ。
中心極限定理
どんな分布から取った値でも、n 個の平均を何度も作ってヒストグラムにすると、n が大きいほど正規分布(ガウス)に近づく。
元の分布がサイコロでも二山でも指数でも関係ない、というのが面白い所。スライダで n を上げて、▶再生で試行をためていくと、形がガウス曲線(点線)に吸い寄せられていくのが見える。
① 元の分布(ここから1個ずつ引く)
② n 個の平均のヒストグラム + 理論ガウス(点線)
1
20 回/フレーム
元の分布:
DEFINITION
平均は μ のまま、ばらつき(標準偏差)は σ/√n で縮む。だから n を4倍にすると山の幅は半分になる。元の分布の形にはほとんど依らない、というのが中心極限定理だよ。
NanoVNA 測定ビューア(スミスチャート)
NanoVNA などで測った Touchstone ファイル(.s1p) を読み込んで、スミスチャートとリターンロスを描く。教科書の図じゃなく、自分で測った実物を見るためのもの。
まずはデモ波形で動かして、手元に測定ファイルができたら下の枠にドラッグ&ドロップ(または選択)すれば、本物のデータに差し替わるよ。
スミスチャート(S11 = 反射係数 Γ)
読み取り(マーカー位置)
リターンロス |S11| [dB] — 共振で谷ができる
デモ:
インタラクティブ:直列 RLC を手で動かす(50Ωの先に R—L—C が直列)
35 Ω
120 nH
10 pF
R=中心への近さ(整合)、L↔C=共振周波数の谷が左右に動く。R=0 にすると無損失で外周に貼り付く。
ここに .s1p ファイルをドラッグ&ドロップ、またはクリックして選択
結晶対称操作の遊び場
1つの点を置くと、選んだ点群の対称操作が等価位置を生成する。2D版でのざっくりした体験用。
ちゃんとした3D版(全230空間群)は 別途3D版も用意するつもりだよ。
クリックで基本点を置く
点群(2D)