相互変调とは？初心者にもわかる基本の解説共起語・同意語・対義語も併せて解説！

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高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

相互変調とは？初心者にもわかる基本の解説

相互変调は日常で耳にすることが少なく感じるかもしれませんが、電子機器の世界ではとても身近な現象です。二つ以上の信号が同じ部品を通るとき、信号が混ざり合って新しい周波数成分が生まれることを指します。たとえばラジオの受信機で強い電波が近くにあると、受信感度が落ちたり雑音が増えたりします。これは相互変调によって不要な周波数が作られ、機器がそれを拾ってしまうためです。

本章では、まず基本の考え方を押さえ、次に現場でどういう場面で起こり、どう対処するのかを見ていきます。

そもそもの仕組み

信号は一つの波の形で送られます。回路が非線形な場合、入力の波がただ足し合うだけでなく、掛け算や分岐が起こり、新しい成分が生まれます。f1とf2という2つの周波数があると、f1, f2 のほかに f1+f2 や f1-f2 などの成分が出てくることが多いです。

身近な例のイメージ

もし家の中で二つの異なるメロディが同時に流れているとします。スピーカーの部品がそれを加工して、元の二つの音以外の音（新しい周波数成分）を出してしまうイメージです。実際には周波数は連続的なスペクトラムとして現れます。スマートフォンの周囲には多くの電波が飛び交っており、近くの強い信号が弱い信号と相互変調を起こすと、会話が途切れたり音がこもったりします。

対策と学び方

相互変調を抑えるためには、設計段階で回路の線形性を高める、適切なフィルタを使う、信号のレベルを調整する、機器をシールドするなどの方法があります。初心者としては、まずは身の回りのデジタル機器の近くに強い電波源を置かない、干渉源を特定して距離をとるといった手軽な工夫から始めると良いです。

実験のヒント

自宅で直接相互変调を観察するのは難しいこともありますが、簡単な実験でその効果を感じることができます。信号を二つ用意して同時に再生する、受信機の近くを変えてみる、出力の波形の歪みを確認するなどの手順で見つけられることがあります。実験を通じて、なぜ機器の設計が重要なのかを体感できます。

周波数の和と差の表

現象	相互変调
入力	f1 と f2
出力の主な成分	f1, f2, f1+f2, f1-f2

この表はとてもシンプルなイメージを示すだけです。実際には等間隔ではない周波数分布や信号の振幅依存性など、もっと複雑なケースがありますが、初心者には「二つの信号が混ざって新しい周波数が生まれる」という基本を覚えるだけでも理解が深まります。

相互変調の同意語

相互変調: 複数の周波数成分が非線形な要素を通過することで互いに影響し合い、新たな周波数成分を生み出す現象。信号処理や無線通信で歪みの原因となる代表的な現象です。
相互変調歪み: Intermodulation distortion の日本語表現。二つ以上の信号が混ざって生じる歪み全般を指します。
相互変調産物: 相互変調によって生じる新しい周波数成分のこと。元の信号とは異なる周波数を持つ副産物です。
混変調: 相互変調の別表現として使われることがある略称的な言い方。複数周波数の非線形結合による変調現象を指します。
混変調歪み: 混変調が引き起こす歪みのこと。IMD（相互変調歪み）の別名として使われることがあります。
二音間相互変調: 二つの周波数（音）間で起こる相互変調を指す表現。特定のケースを指す言い方です。
二音間相互変調産物: 二音間の相互変調によって生じる副周波数成分のこと。
IMD: Intermodulation Distortion の略。複数の信号が混ざって生じる周波数成分の歪みの総称。
IMD2: Second-order intermodulation distortion の略。二次相互変調で生じる副周波数成分を指します。
IMD3: Third-order intermodulation distortion の略。三次相互変調で生じる副周波数成分を指します。
インターモジュレーション: Intermodulation の和製英語/日本語表現。複数信号の非線形相互作用によって生じる現象を指します。
相互変調現象: 信号が非線形要素を通過したときに起こる周波数成分の再配置や歪みの総称。

相互変調の対義語・反対語

線形性: 入力と出力の関係が直線的で、複数の周波数を同時に入力しても新しい周波数成分（和・差などの相互変調成分）が生じない状態。相互変調が発生しにくい基本的性質。
完全線形系: システム自体が完全に線形で、非線形性が全くない状態。結果として相互変調が発生しない理想的条件。
加法性: 出力が各入力信号の出力の和として表現できる性質。信号同士の乗算・非線形結合が起きず、相互変調が起こりにくい。
歪みなし: 全体として非線形歪みがほぼない状態。相互変調成分を生み出さないことを意味する表現。
干渉なし: 他の信号と干渉せず、周波数成分が混ざって新しい周波数が生じない状態。
非相互作用: 信号間に相互作用が全くない状態。相互変調が発生しないことを直接示す表現。
周波数独立性が高い: 各周波数成分が独立して処理・伝搬され、他の周波数成分と混ざらない性質。相互変調が生じにくい状況を表す表現。
周波数干渉抑制: 周波数間の干渉成分（相互変調成分）の発生を抑える設計・特性を指す表現。

相互変調の共起語

相互変調: 異なる周波数の信号が非線形素子で混ざり合い、元の周波数以外の新しい周波数成分が現れる現象。
IMD: Intermodulation Distortion の略。非線形性によって生じる歪みを総称する技術用語。
相互変調歪み: 非線形性によって生じる歪みの総称。複数の入力周波数が混ざって新しい周波数成分が生じる現象を指します。
二次相互変調: 2つの入力周波数の組み合わせから発生する二次的な周波数成分。例: f1+f2, |f1−f2|
二次歪み: IMD2 の別称。二次的な相互変調成分を指します。
三次相互変調: 3次に相当する相互変調。例: 2f1−f2, 2f2−f1 など、高調波近傍の成分として現れます。
三次歪み: IMD3 の別称。三次相互変調成分を指します。
非線形性: 材料や素子が入力と出力の関係を直線的に保てない性質。
非線形歪み: 非線形性に起因して波形が歪む現象の総称。
線形性: 理想的には入力と出力が比例する性質。
線形近似: 複雑な回路を近似的に直線的に扱う設計手法。
IIP3: Input Third-Order Intercept Point の略。入力側での三次相互変調の指標として用いられます。
OIP3: Output Third-Order Intercept Point の略。出力側での三次相互変調の指標として用いられます。
IP3: 三次インターセプト点の総称。IIP3とOIP3を含む概念です。
PIM: Passive Intermodulation。受動部品の非線形性に起因する相互変調産物。
相互変調産物: 相互変調によって生じる新しい周波数成分のこと。
周波数混合: 異なる周波数成分が非線形素子で混ざり合い、新しい周波数を作る現象。
混合周波数: f1+f2、|f1−f2|、2f1−f2 など、混合によって生じる周波数成分の総称。
非線形素子: ダイオード、トランジスタなど、入力に対して出力が非線形になる素子。
アンプ: 増幅器。出力が入力を増幅する過程でIMDが生じやすくなります。
ダイオード: 代表的な非線形素子。相互変調を起こしやすい要素の一つ。

相互変調の関連用語

相互変調: 複数の周波数成分が、回路の非線性性によりお互いに影響し合って新しい周波数成分が生まれる現象。入力信号の混成により、元の周波数だけでなく f1±f2 などの成分が出力に現れます。
相互変調歪み（IMD）: 相互変調によって生じる歪みの総称。無線機や受信機などの出力に新しい周波数成分が現れ、信号品質を低下させる原因となります。
二次相互変調: 2つの入力周波数の組み合わせから生じる二次の周波数成分。典型的には f1±f2 の成分として現れ、3次より弱いことが多いです。
三次相互変調: 3次の非線形性により生じる周波数成分。2f1−f2、2f2−f1、f1+2f2、f2+2f1 などが代表的で、IMDの中でも重要な歪み源です。
IMD3: 第三次相互変調成分を指す略称。特に3次IMDの大きさを評価する際に用いられます。
IMD2: 第二次相互変調成分を指す略称。場面によっては無視できない場合もありますが、通常は3次IMDほど顕著には現れません。
二音テスト: IMDを評価する標準的な試験法。二つの周波数をほぼ等間隔で同時に入力し、出力スペクトルからIMD成分の大きさを測定します。
周波数混成: 周波数を混ぜ合わせる現象の総称。非線形素子の影響で新しい周波数が生成され、信号の解釈を難しくします。
非線形性: 信号の入力と出力の関係が直線的でなく、出力が入力に比例しなくなる性質。相互変調の根本的な原因です。
線形性: 入力と出力の関係がほぼ比例する性質。高い線形性はIMDを抑え、歪みを減らします。
ミキサ: 複数の周波数を混ぜて新しい周波数成分を作り出す回路部品。ダイオードや非線形素子を用いて実装され、周波数変換の基盤となります。
混信: 同じ伝送路で複数の信号が干渉し、受信感度が低下する現象。IMDが原因の一つとして現れます。
PIM: パッシブ相互変調の略。受動部品や接触部で非線形性が生じ、放射・伝送系周辺で発生する相互変調です。
IP3: 第三次相互変調点の略。入力信号を高めたときに3次IMDが外挿される点を示す指標で、機器の線形性の評価に用いられます。
IIP3: Input IP3。入力側で見られる3次相互変調のインターセプト点を表す指標。数値が大きいほど線形性が高いとされます。
OIP3: Output IP3。出力側の3次相互変調のインターセプト点を表す指標。システム全体の線形性評価に使われます。