株式会社エヌエフ回路設計ブロック
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技術情報:計測お役立ち情報

プリアンプとフィルタの使い方

フィルタの種類と理想特性

ご存じの通り、エレクトロニクスの世界のフィルタとは、 色々な周波数成分を持つ信号の中から、不要な周波数成分を除去し、必要な周波数成分のみを取り出す回路のことです。
プリアンプ同様、計測の前処理で使われるワキ役ですが、設計や調整は結構面倒で、フィルタを自作するのは、かなり大変なことです。
ここでは、プリアンプ同様、モジュールを使って、設計や調整の手間を省いて、フィルタを使うポイントをご紹介していきます。
はじめにフィルタの種類やフィルタで使われる用語などをまとめておきます。

 

理想のフィルタとは?

必要な信号をきれいに取り出すためには ・・・

 

信号の大きさが変化しない 通過域の利得がフラット
波形が変化しない ひずみがゼロ
余計な信号を付加しない ノイズがない

 

不要な信号をきれいに取り除くためには ・・・

 

不要な周波数帯では利得がゼロ 減衰域の利得がゼロ

 

さらに・・・

通過域と減衰域は、遮断周波数の点で (遷移域なしで) 切り換わる。

 

以下の図は、ローパス、ハイパス、バンドパス、バンドエリミネーションの4種類のフィルタの理想特性を表したものです。

 

  ローパスフィルタ (LPF) 

 

  ハイパスフィルタ (HPF) 

ローパスフィルタ (LPF)

 

ハイパスフィルタ (HPF)

 

遮断周波数より低い信号を通す。

 

遮断周波数より高い信号を通す。

 

 

  バンドパスフィルタ (BPF) 

 

  バンドエリミネーションフィルタ (BEF) 

バンドパスフィルタ (BPF)

 

バンドエリミネーションフィルタ (BEF)

 

必要な周波数帯域の信号を通す。

 

中心周波数近辺の信号だけ取り除く。