パッシブ RC/LC フィルターデザイナー
パッシブ RC および LC Butterworth ローパス、ハイパス、およびバンドパスフィルターを設計します。フィルター次数 1 ～ 4 のコンポーネント値 (C、L)、時定数、および減衰を計算します。
公式
C_1 = \frac{g_1}{\omega_c \cdot Z_0},\quad L_1 = \frac{g_1 \cdot Z_0}{\omega_c},\quad \tau = \frac{1}{2\pi f_c}
参考: Williams & Taylor, Electronic Filter Design Handbook 4th ed.
仕組み
バタワースフィルターは信号処理への基本的なアプローチであり、通過帯域の周波数応答が最大限平坦であることを特徴としています。設計の中心となる原則は、可能な限り均一な信号伝送を実現する滑らかで単調な伝達関数を作成することです。エンジニアは、多項式近似から導き出された正規化された G 値を使用することで、ロールオフ特性が予測可能なローパス、ハイパス、およびバンドパスフィルターを設計できます。一次バターワースフィルターの減衰傾きは 10 年あたり -20 dB で、2 次設計では 10 年あたり -40 dB の減衰スロープが得られるため、アナログおよびデジタルシステムの正確な信号調整が可能になります。
計算例
実践的なヒント
- ✓1% の許容誤差成分を使用すると、より予測可能なフィルター応答が得られます。
- ✓ゲインとインピーダンスのマッチングを改善するには、アクティブフィルタのトポロジを検討してください
- ✓物理的に実装する前に SPICE を使用してフィルター応答をシミュレート
よくある間違い
- ✗部品の許容誤差を無視すると、実際のフィルター特性が変わる可能性があります
- ✗アクティブ・フィルタ設計におけるオペアンプの帯域幅制限を考慮できない
- ✗高周波フィルタの性能を変える可能性のある寄生容量の見落とし
よくある質問
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