【パーツまめ知識】
■アナログフィルタとは
1.フィルタの種類シュルイ
アナログ信号シンゴウにおいて必要ヒツヨウ周波数シュウハスウ成分セイブンのみ抽出チュウシュツまたは不要フヨウ成分セイブン除去ジョキョする目的モクテキとして
アナログフィルタがモチいられます。
トク近年キンネンはセンサ信号シンゴウアツカ機会キカイオオく、不要フヨウ成分セイブン除去ジョキョするためのフィルタを必要ヒツヨウとする場合バアイ
があります。
そこで、フィルタについて簡単カンタン説明セツメイします。
1に周波数シュウハスウ特性トクセイにより分類ブンルイしたフィルターの種類シュルイシメします。
a ) LPF ローパスフィルタ。ある周波数シュウハスウまでは通過ツウカし、それ以上イジョウ周波数シュウハスウ減衰ゲンスイします。
b ) HPF ハイパスフィルタ。ローパスフィルタとはギャク周波数シュウハスウ特性トクセイとなり、ある周波数シュウハスウ以上イジョウ
通過ツウカし、それ以下イカ周波数シュウハスウ減衰ゲンスイします。
c ) BPF バンドパスフィルタ。ある帯域タイイキ(cでfc1とfc2)の周波数シュウハスウ通過ツウカさせ、それ以外イガイ帯域タイイキ
減衰ゲンスイします。
d ) BEF バンド・エリミネーション・フィルタ。(バンド・リジェクションまたはノッチフィルタともいます)
BPFのギャク周波数シュウハスウ特性トクセイとなり、ある帯域タイイキ(fc1,fc2)のみを減衰ゲンスイさせます。
通過ツウカイキ減衰ゲンスイイキ境目サカイメ「カットオフ周波数シュウハスウfc」
アラわします。
これは、2のように通過ツウカイキ振幅シンプクレベルに
タイして「-3dB」(ヤク0.707バイ)となるポイント
周波数シュウハスウいます。
このポイントの周波数シュウハスウをカットオフ周波数シュウハスウ
(Cut Off Frequency)とい、一般的イッパンテキ
記号キゴウ fc表現ヒョウゲンします。
2.フィルタの使用シヨウレイ
3に使用シヨウレイシメします。
3 a),b)のようにタカ周波数シュウハスウヒク周波数シュウハスウ混合コンゴウされている場合バアイ、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ
モチいることにより、それぞれの周波数シュウハスウ成分セイブンのみことが出来デキます。
また、c),d) のようにBPF,BEFをモチいることにより必要ヒツヨウ成分セイブンのみすことが出来デキます。
3.フィルタの原理ゲンリ
タトえば、4 a ) のように抵抗テイコウRだけの回路カイロカンガえてみます。この場合バアイ交流コウリュウ信号シンゴウクワえても出力シュツリョクVoutの
振幅シンプクレベルは周波数シュウハスウ関係カンケイ一定イッテイです。
この理由リユウ抵抗テイコウRは周波数シュウハスウ関係カンケイく、その抵抗テイコウ一定イッテイだからです。
これにタイし、4 b ) のように抵抗テイコウR1とコンデンサC1をわせた回路カイロ場合バアイ出力シュツリョクVoutは入力ニュウリョク
される周波数シュウハスウにより変化ヘンカします。
この理由リユウはコンデンサが
「インピーダンス素子ソシ」だからです。
インピーダンスをった素子ソシ
(コンデンサ、コイルトウ)は周波数シュウハスウ
により、インピーダンス(リアクタンス)
変化ヘンカしますので、4 b ) のように
接続セツゾクするとVoutは変化ヘンカします。
4 b ) はローパスフィルタになります。
このようにRとC(またはRとL)
だけでわせたフィルター
を「パッシブフィルタ」といます。
これにタイし、オペアンプ、トランジスタ
トウわせたフィルタを
アクティブフィルタ」といます。
5にローパスフィルタの入出力ニュウシュツリョク電圧デンアツ算出サンシュツ過程カテイシメします。
6にオペアンプをモチいたアクティブフィルタレイシメします。
4.製作セイサクレイ
写真シャシン1にオペアンプをモチいたアクティブフィルタの製作セイサクレイシメします。
波形ハケイデータ1にフィルタ波形ハケイシメします。