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オシロのFFTの機能を問う質問があった。前の方々の回答みてスペアナと違うのか？という追加質問に対して横から。
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スペアナやで。検出方法がけっこうちがうけど。

よく知らんけど、ワイのしっているスペアナは、狭帯域のフィルタを通して、順番にその周波数帯域のエネルギーはどれくらいというのを、取り込んで、最終結果を出します。連続波だと、素直に動くけど、断続波だと、偶然その帯域のデータ取得したいときに、信号がいなかったりすると、すっぽり抜けて、周波数領域で、なかなか連続データ検出にならなかったりする（測定の時短のために外部トリガ使うとええんやでと、某所で解説し採用）。

いっぽう、FFTは、オシロがトレースした１回分（かな）のデータ波形から、フーリエ変換という数値計算により、周波数成分をもとめます（フーリエさん偉い）。 FFTの最初のFは、ファーストといって、計算が高速にできるある計算方法採用していることを示しています。２のべき乗のサンプル数で、周期波形を捕まえるという決まりといえば、妥当かな？　大学３年でFFTならって、当時の８ビットPCで実行しようとしたんだけど挫折（そもそもアナログのそれらしいデータ作るというところから、難しい：エクセルの前のロータス１２３すらなかった時代なので、BASIC言語で、データ系列作ってもよかったんだろうけど、Cカセットベースのデータ系列作るのも厄介だし、計算した数値を印刷して、手入力するというのも面倒なので、アルゴリズムのあたり考えるだけで挫折してしまいました）
 
FFTは、周期波形のデータから計算するのが、決まりなので、実は理論通りにはデータ取得できない（時間軸が微調整できて、ちょうど一周期を取り込めば理想通りかもしれんが、ランダムっぽい実波形では、うまくいかない。一周期取り込みという前提を無理やり実現するために、フィルター処理して、無理やり、周期波形を受信したことにするので、そのフィルターの特性が影響して、アナログスペアなと、FFTスペアナは、大まかには、傾向わかるけど、イメージ違うという印象をもっている（汚いというかSN悪いというか。注目する帯域だけならいいんだろうけど。昔ながらの技術屋さんのなかにははっきり嫌いという人がいた）。

とはいえ、代表的な波形を取り込む条件が満足できていれば、同じFFTなら、なにか変えた時に、変化を、おいかけるには、有用ではある。
 
ギターのエフェクターの改造で、なま出力を、エフェクター通すと、オシロのFFTでみて、なるほど、ひずませるので、変な高調波が増えているというのが、見えたりした。
だからといって、その音が、いい音、面白い音なんかどうかは、素人のワイにはようわからんけど。
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蛇足ながら、
「フアースト(first)＝一番」ではなくて、「ファスト(fast)=速い」・・・ですね。
というダメだしもろてもた(>_<)　早いから一番やと中身解るからええやんケ(+_+)
日本人の末端の技術屋さんは、英文技術資料を正しく読めれば、英語しゃべれなくても、発音おかしくても、かけなくても、何とかなるもんなんやで！！

まあ、日本人の英語発音悪いので、誰何されても、知らんぷり決め込んだろ！というような悪意のある外人と直接対応せんといかん業務の方々には、御苦労願いますけど。

質問に関する回答は、前の方が解説されているので、いいのですが。
サンプリング理論に関してもう一言。

サンプリングで記録できるのが、２倍というのも、語弊があって、１０ｋの信号を、２０ｋでサンプリングしたとして、きっちり２倍なので、１０ｋの、０度、１８０度、360度（＝０度），，，だと、まったく無信号。
９０度、２７０度．．だと、まあピーク電圧（振幅を表している）。もういちどやって、４５度、２２５度．．にすると、かなり小さな振幅。 どれがあってもおかしくないでしょ？ ちょうど２倍で何とかなるというのは、かなり無理がある。
ここに関しては、別のお笑い系回答ナイキストさんの主張もいっしょにどうぞ。

同期サンプリングなんていいうのもあります。 たとえば昔のアナログテレビだと、カラーバーストとの位相変調で、色信号転送してたので、カラーバーストの３倍周波数で、同期サンプリングすると、３色の信号が得られたと思った）。
周波数がわかっているんだから、DC的に０クロスタイミングから、計算して、ピーク電圧ポイントをサンプリングする例も見た気がする。

あと、量子化したい・ほしい（注目する）信号の２倍の周波数というのも、理解がおかしくて、そこに存在する信号の２倍以上の周波数でないといけない。 存在するの意味は、なんかの漏れかもしれんし（たとえばスイッチング電源からの漏れとか）、単なるごみノイズかもしれんし、あるいは存在する信号同士の非線形回路をとおった干渉（混変調）とかかもしれんけど。
ほしい信号に合わせてサンプリング周波数選ぶ場合、これらの存在するより高い周波数の信号を除くために前の人の言うように、フィルター処理が必要なんだけど、完全スルーと、完全シャットダウンが、完全に切り替えられる高性能フィルターなんかできるわけない。フィルターのゲインで高域が量子化ノイズと大差ないような周波数に対して、２倍周波数選ばんと本来はまずいではないかな？ でないと、前の人の言う折り返しノイズという意味不明のゴースト信号が、デジタル領域に現れてしまいます。
特定の周波数成分というなら、狭帯域のバンドパスでもええんやろうけど

関連コメントもついでにどうぞ。

フーリエの割と分り易い説明だと思うんだけど、だめかなぁ？
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フーリエというのがあってだなぁ。まあ詳細は別途解説本どうぞ。

ディューティ５０％のものは、基本正弦波の奇数倍の正弦波の和になります。
立ち上がりのタイミングは、何倍の正弦波でも、みんな０では立ち上がりです（同位相のもの想定）。
立下り１８０度で、高次の正弦波が立ち下がるのは、奇数倍のものだけ（偶数倍のはここで立ち上がるのでパルスを合成するのにじゃま）。
もっと狭い場合は、１０％を考えると、この正の幅をもつ正弦波は、２０％（５倍波）でしょ？同じ場所で立ち下がる正弦波をあつめると、５倍波の奇数倍（１５，２５，３５．．）。
ここから想像して、狭い幅をつくるためには、より高い周波数を用意して、さらにその高調波を用意して合成しないとだめなわけです。

え？パルスは、周期波形じゃない？ まあ、それは、適当な周期を決めて仮想周期波形として、フーリエ変換するんだけど、まあ、それは別途勉強しよう。

もやもやしているけど、ワイのも本質的に正しくないかな？
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難しいことはわからんのやけど。

インパルスの周波数特性（フーリエ）は、全周波数均等にもっているじゃないですか。これを、あるネットワークにいれれば、全周波数応答になるので、システムのｆ特よくわかるという意味だと思うのです。
すると、インパルスをラプラス領域で、あるネットワークにいれると、そのネットワークの特性がもれなく見える（ネットワークの特性そのものがみえる）ように、１になるんじゃなかろうか？

折り返し問い合わせされても回答不能ですので、適当に読み飛ばしてね

医療系の測定にかかわる疑問だったかな？
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サンプリングは、連続したアナログ量を、間引いて（通常ADCでディジタル化）して処理をする前処理です。 そのとき、サンプリング前のアナログ量を、正確に代表しているデータ系列が欲しいわけです。 何もしないで、再アナログ化（DA)したら、もとのアナログ信号を生成できるものでないと、ディジタル領域で演算とか何をやっているのか、無意味になってしまいます。
ナイキストさんや、染谷さんがいうには、サンプリング周波数の１／２倍以上の周波数が混じっていると、正しく再現できないと解析しています。 CD等の44.1kHzは、人間の耳が２０ｋHzなんてまともに聞こえないだろうと決めて、決めたようなものです。
存在してはいけない高域を含んだデジタルデータをDACでアナログに戻すと、サンプリング周期のアナログポイントでは、確かに、正しいかもしれないけれど、アナログ的につないだ時間帯は、うねうねと脈動してしまいます。

元信号に、変なノイズが乗っていて、たまたまサンプリングのタイミングにノイズのピークだとか（逆側ピーク）だったりしたら、その点をつないで、元の信号予想できそうにないでしょう？
つまり、サンプリングした時に元信号が想像できるように帯域制限するのが、ローパスフィルタで、ご質問の同一帯域ということは、限定必要な１／２周波数よりさらに高い周波数成分もふくまれるし、原理的に含まれてはいけない２倍周波数の信号が、たった１／２にしか減衰されていないとんでもない離散データをねつ造していることになります。

サンプリング周波数に近い周波数のノイズがいた場合、たとえば、ちょっと低い周波数の信号が乗っていた場合。最初のサンプリングで、偶然ちょうど位相0度で、次に、少し遅い周波数なので、-10度、さらに-20度...と、36回サンプリングでちょうど一サイクルの正弦波がねつ造されます（そういう周波数の場合の例）。これを折り返しノイズと呼ぶのですが、無視できない高周波がいると変な周波数成分をもったデータがねつ造されてしまいす。
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いや、折り返しノイズが発生しないように、サンプリングの前にLPFをかけるという事。サンプリングした結果折り返しノイズが入った場合、これを、原信号由来なのか、折り返しノイズなのか判別不能です。
ローパスフィルタのカットオフ周波数の話は、dai＊さんが説明されているとおり、たかだか、通過域のゲインに対して、高々１／２のゲインになるにすぎません。RC直列回路は、r-1/ωCで、R=1/ωCとなるωがカットオフと一般に言われる周波数。抵抗値が２直列で等しいから、半半分といういみ。同様にこの式から、周波数が倍にはれば、インピーダンスが２倍になるというオクターブ事に半分になるという意味になります。周波数軸対数にしてゲインを書くと、カットオフで、ゲイン１／２になって、オクターブ３ｄｂの下り直線を引いて、建前、これと低域で(1/ωｃ<<R)フラットの直線の交わるまでを便宜上フラットと扱う（ωが小さしときＲとの比が小さいので）。制御したい信号に対して、少なくともその信号の少なくともその２倍以上のサンプリング周波数が必要で、どのくら上が必要かというと、ＬＰＦで帯域制限する場合に、折り返しノイズがでても影響がない程度にオクターブ３ｄＢで減衰できたと思われる周波数の２倍の周波数でサンプリングが必要です。このどの程度余裕つけないといけないかは、ＬＰＦが、１次なら３ｄＢ／オクターブだけど、より高次にすればより減衰が大きくなります。高次のフィルタは、位相周りがいろいろあるので、変なフィードバックすると、遅れが邪魔してハンチングするとか、いろいろあるようなのですが、申し訳ないが、制御系まったく不案内なので、この程度の話しかできません。ごめん。
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以下雑文つづきますが省略（ためしに読んでくれてもよし：折り返しの例とかdBの話とか

オームさんが、電流の流れにくさの定義の抵抗を、先に使ってしまったから。
 オームさんが、Rの定義として電流の流れやすさ（コンダクタンス）で、議論をすすめていたら、質問主さんの表示が主流になっていたかも（記号はRじゃなく、Cだとコンデンサと紛らわしいから記号はなんだろう。まあオームさんは直流の世界だけでコンデンサ考えてなかったかも）。

ちなみに、昔は、オームさんに敬意を評して、オーム（Ohm）の逆つづりの、モー(mho)という単位で、コンダクタンスを表してこともあったんやで。　記号も、Ωのさかさま文字だった℧やったんやで。

さて、こんなん知っている私は何歳でしょう？

フリップフロップ（シフトレジスタ）のデータスキュウ（筒抜け）の解説
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数値（規格：スペック）としは、前の人の示したとおり。 フリップフロップの箱の中は、ゲートとかもっと分解してトランジスタになっています。 外から与えられたクロックという信号が確定する前に、D入力が変化してしまうと、結果としてどんなデータになるのかわからなくなります。微小時間といっても、ｎsec（10^(-9)オーダとかそれより早い時間の話）。 回路設計やさんは、内部でクロック信号の応答が、Dのデータ入力変化応答時間より極力早く確定するように、設計してます。（Q出力の変化も極端に早くならないようにという配慮もあるような無いような：これを遅くすると、早い周波数で動かなくなるのでバランス難しい）
トランジスタレベル設計者の配慮により、クロック同期の回路同士なら何とかなる期待ができる。

フリップフロップを、縦続接続（というのかな初段のQを、次段のD入力につなぐ）場合、期待値は、クロック単位で初段のD入力が、ひとつづつずれていくことを期待します。 次段のD入力のホールド時間が、初段のQ変化の遅れ時間によって満足できるなら、この動作が保証できるわけです。 初段のQ出力は、クロック変化後に起きるのだから、次段のクロック変化前のD入力のホールド時間は守られると期待が大きい。

ところが、フリップフロップのクロックが、厳密にいうと（nsec前後の意味）で、同一でないと、ホールド時間が保障できなくなってしまいます（１クロックで、２段３段すっ飛ばしてしまうような例）。 これを防ぐために、複数のフリップフロップのクロックが厳密に同時：無理やり後ろが早く前が遅いというような細工をすることだってあります（配線長の細工をするとか、極端に大きな場合は、途中でクロックドライバをいれて、時間差を無理に作るとか）。
もちろんフリップフロップが違いもの（回路構成が違ってセットアップホールド時間やデータホールド時間が微妙に違う）だとすると、単純につなぐと、うまくいかないかもしれないよ。クロック信号の負荷が重くて、立ち上がりが急峻でなくなった場合、何ボルトで、Hレベルになったという認識が、個々のトランジスタ毎にばらつくので、Hになったというタイミングがずれることがあります。だから、全回路が同時にLH偏移ができるように、強力なクロックドライバでクロック波形を急峻にします。回路図みて、論理的に不必要なインバータがなんかいっぱい入っていると感じたら、そういう話かも。
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前の方が参照先示してくれてるものは、アナログスイッチによるフリップフロップの回路が示されていて、アナログスイッチという遅い回路が、D入力につながっているので、変化が遅いので、クロック確定まで余裕が取りやすい構成になっています。

解りやすい原理的な回路ですので、よく見ると理解しやすいと思います。

ラッチ内部のちょっと難しいゲートの意義の解説
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ラッチって、ENABE=Hのとき、dataスルー。EBABLE=Lの時、データホールしますが、その切り替えが、ENABLEとその反転で２つANDの一方をどちらかLで殺して、もう一方を通過させる方法で、の入力を切り替えるのですが、
INV一段分のおくれで、二つのANDの切り替えが時差がでて、ともにLになる可能性があります。それをすでに確定しているQとdataのANDを使って一時的に代理出力して防ぐ狙い。
外付け回路でやるとこうなる。もしくはdataが入る側のandに、ENABLEをインバータ２段で遅延させる手もないわけではないが、enableに対するデータホールド時間が足りなくなると、誤動作する（クロック同期回路は、ほぼ同時変化させたいが、データとクロックの因果関係だけでは、ホールド時間不足になるのもいや）。

今頃の半導体の中では、時間調整は設計次第で何とでもなるが、外付けゲート組み合わせならより無難な回路かも。

学校の先生かな？テレビの映る理由を説明したいらしい。
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１）ぱたぱた漫画をみせる。はやくパタパタすると絵がすっきり動いて見えることを示す。

２）ＦＡＸで、絵をスキャンしてところと、それを受信しているところを見せる（まあ動画で見せればｏｋ）。 横1列づつスキャンして、印刷も上から1列づつ印刷している（とごまかす）。いま入手できるかどうか不明だけど、アマチュアFAXといったかな？　送信受信とも筒に巻きつけた紙を使って、送受信とも、同期させながら筒を回転させて、本当に1ラインづつ白黒判別サンプルして、受信側のペンの上げ下げで、画像FAXする通信デモを見せられれば、画像のデータ転送のイメージわくかと（中学校の頃かな？大阪のハムフェアーみにいって、デモをみた記憶）。

ついでに、古いビデオアウトもっている機械の（NTSC）ビデオ出力をオシロでしめして、
水平同期で、横1本分のデータが転送されているところ、垂直同期で、これが一画面分というのを見せる（静止画でもよいかな）。カラーバーとか見せると、なんかイメージわくかも。

３)ゲルマニュームラジオで、アンテナ同期回路で周波数選択して、音が出せることを示す。

４）高級デジカメのRAWデータを示してこんなきれいな絵が工夫しないとこんなに大きなファイルですと示す。 適当なエンコードして、それほど画質おちないけれど、こんなに小さなファイルにすることができますというのを示す

くらいで使われる技術の基本説明になるのでは？
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同調という話も、ゲルマラジオで、出力を、オシロで見せながら、バリコン回して、振幅が変わって、隣の局にあわせて、また振幅が大きくなるのを見せながらやると、なんとなくわかる気がするかも。
あるいは、琴がいいかな？　コマの位置が変わると、振動する（半）波長さが変わるから音が変わるでしょう？というのもありかと。となりの弦ではなく、こまを動かして周波数変えるのがベター。
あるいは、ギターをもってきて、長さ同じなのに、音の高さ違うのは、振動の速さが違うから（弦の材質・太さが影響する）というのも、（振幅）拡大、スロー（速さ強調）の絵を見せるというのもありかと。
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音って言うと、最初に太鼓をたたいて、振動が音として伝わることをしめし、次に、スピーカのウファ―（一番でかい低い音出すスピーカ）を、横から拡大。前後のゆれが、再生する周波数の高低や大小で速さや振幅に相当することをしめす。　オーディオテストディスクの中には周波数をスイープするようなものもあるので、本気なら探してもよいかも。　スピーカーを壊したのみせて、電流がコイルをながれて、機械運動を引き起こすというのを示すのもいいかな？（モータは回転運動だから二次元運動に変えるもので適当なもの他に思いつかない）。
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白色LEDではつまらないので、３色別のLEDを並べてパネルを作る。
LED毎に印可電圧を調整して、３色単色もでるし、中間色もでる。全部つければ、白色もでるという光の３原色を説明。　曇りガラス程度つければ、白に見えやすいかな？

単なるパネルじゃなく、×とか、○とか絵が見える程度の２組とか３組に分けて電源制御して（最初は全部同時駆動で色がでるのを最初に見せてから後の話）、パネルの仕組みを説明する。まあ作るの大掛かりかな？画面のイメージなら、単色LEDを並べて、拡大する（近くで見ると）３色別々だけど、遠く離れると、一体化するというのが面白いのでは？実際のTVの画面を、拡大して、３色並んでいる写真を一緒に示すと良いかと。　隣のテレビ肉眼では、どっと見えんなあ、老眼か？
------------------似たような別の話題もここに追記------------
高速ぱたぱたマンガ。 人間の目が、毎秒50枚のぱたぱた漫画だときれいにつながって見える。前の人の説明のアナログ放送のNTSCで毎秒30枚しか送れないので、一枚の絵を間引いて半分の絵を６０Ｈｚでパタパタしてた。他所の国だと50枚ぱたぱたしてた。

ところで、一枚の絵をおくるのに、通信は１ドットづつしか送れない。そこで、一枚の絵を、前の人の言う走査線と呼ばれる昔数百本、今数千本という絵を横方向に切って、１本づつ、左から、ここ赤色の点、ここ黄色の点という風に、さらに縦切りにして、データを作る。これをまあ順番に電波で送って、受信側も左上から横方向に画面に書いていく。目や表示する装置の応答時間の関係で、１点づつ書いているんじゃなく、動く絵のように見える。

実際には、電波の中のどこが絵の始まりかを示す信号とか横線を折り返すのはどことか、デジタル放送だと、ぐちゃぐちゃになるのを防ぐために、データ化けを直す仕組みとかもっているし、すごく早くいろんな仕事をしなくてはいけない。

テレビさんとテレビさんを作ってきた人たちに敬意を持とうね

コンデンサの非導電層に、導体をいれると、なぜ厚みとか面積の違うコンデンサ扱いにならず、直列コンデンサあつかいになるのか？
ｰｰｰｰｰｰｰｰｰｰｰｰｰｰｰｰｰ
直列コンデンサに見えない？ まあ、電極２枚の間の配線が、電極並みに広いという違和感はあるかもしれんけど。
この導体が、片側の電極にくっついてたんなら、ご想像の通り間隔が変わった扱い。
でも、この場合中間にいれた導体の電位はだれが決めるか？下の小さな間隔のコンデンサの充電容量と、上の間隔大きなコンデンサが逆向きにためた充電電荷になるけど、その総和は、０にならなきゃいけないやん（よそにつながって電荷を補給できないから）。
つまり直列コンデンサ扱いになるんじゃないかな？（素人の想像です）