パッシブバンドパスフィルターローパスフィルターとハイパスフィルターを接続することで作成できます。
パッシブバンドパスフィルタは、特定の帯域または周波数範囲内の特定の周波数を分離または除去するために使用できます。単純なRCパッシブフィルタのカットオフ周波数(ƒc)は、無極性コンデンサと直列に接続された単一の抵抗器のみを使用して正確に制御できます。これらの接続方向に応じて、ローパスフィルタまたはハイパスフィルタが得られることがわかっています。
こうした受動フィルタの簡単な用途の一つは、オーディオアンプの用途、例えばスピーカーのクロスオーバーフィルタやプリアンプのトーンコントロール回路などです。0Hz(直流)から始まる周波数や、ある高周波数帯域で終わる周波数ではなく、狭い範囲または広い範囲の周波数帯域内の特定の周波数のみを通過させる必要がある場合があります。
ローパスフィルタ回路とハイパスフィルタ回路を直列接続(カスケード接続)することで、選択した周波数範囲(帯域)を通過させ、その範囲外の周波数を減衰させる、別のタイプのパッシブRCフィルタを生成できます。この新しいタイプのパッシブフィルタ構成は、一般的にバンドパスフィルタ(略してBPF)として知られる周波数選択フィルタです。
低周波数帯域の信号のみを通過させるローパスフィルタや、高周波数帯域の信号のみを通過させるハイパスフィルタとは異なり、バンドパスフィルタは、入力信号を歪ませたり余分なノイズを発生させたりすることなく、特定の「帯域」または「広がり」内の周波数の信号を通過させます。この周波数帯域の幅は任意であり、一般的にフィルタの帯域幅と呼ばれます。
帯域幅は一般的に、最大中心または共振ピークより3dB低い2つの指定された周波数カットオフポイント(ƒc)の間に存在する周波数範囲として定義され、これらの2つのポイント以外の他の周波数を減衰または弱めます。
周波数が広く分布している場合、「帯域幅」BWを、下限カットオフ周波数(ƒcLOWER)と上限カットオフ周波数(ƒcHIGHER)の差として定義できます。つまり、BW = ƒH – ƒLです。明らかに、帯域通過フィルタが正しく機能するためには、ローパスフィルタのカットオフ周波数は、ハイパスフィルタのカットオフ周波数よりも高くなければなりません。
「理想的な」バンドパスフィルタは、特定の周波数帯域内の特定の周波数を分離または除去するためにも使用できます。たとえば、ノイズキャンセリングなどです。バンドパスフィルタは、回路設計内に「2」個のリアクタンス成分、つまりコンデンサを備えているため、一般的に2次フィルタ(2極フィルタ)として知られています。1つはローパス回路に、もう1つはハイパス回路にコンデンサがあります。
上記のボード線図(周波数応答曲線)は、バンドパスフィルタの特性を示しています。ここでは、低周波数域で信号が減衰し、出力は+20dB/Decade(6dB/オクターブ)の傾きで増加し、周波数が「下限カットオフ」点ƒLに達するまで続きます。この周波数では、出力電圧は入力信号値の1/√2 = 70.7%、つまり入力値の-3dB(20*log(VOUT/VIN))となります。
出力は、上限カットオフ点ƒHに達するまで最大ゲインで継続し、その後、出力は-20dB/デケード(6dB/オクターブ)の割合で減少し、高周波信号が減衰されます。最大出力ゲインの点は、一般的に下限カットオフ点と上限カットオフ点の間の2つの-3dB値の幾何平均であり、「中心周波数」または「共振ピーク」値ƒrと呼ばれます。この幾何平均値は、ƒr 2 = ƒ(UPPER) x ƒ(LOWER)として計算されます。
Aバンドパスフィルター回路構造内に「2」個のリアクタンス成分があるため、2次(2極)タイプのフィルタと見なされ、位相角は、以前に見た1次フィルタの2倍、つまり180°になります。出力信号の位相角は、中心周波数または共振周波数ƒrまでは入力の位相角より+90°進んでおり、その点で「0」度(0°)または「同相」になり、出力周波数が増加するにつれて入力より-90°遅れるように変化します。
バンドパスフィルタの上限および下限カットオフ周波数ポイントは、ローパスフィルタおよびハイパスフィルタの場合と同じ式を使用して求めることができます。たとえば、
本製品には、標準でSMAまたはN型メスコネクタが付属するほか、高周波部品用の2.92mm、2.40mm、および1.85mmコネクタも付属します。
バンドパスフィルターはお客様のご要望に合わせてカスタマイズすることも可能です。カスタマイズページにアクセスして、必要な仕様をご入力ください。
投稿日時:2022年9月6日




