パッシブフィルターLCフィルタとも呼ばれるパッシブフィルタは、インダクタンス、キャパシタンス、抵抗で構成されるフィルタ回路で、1つまたは複数の高調波を除去できます。最も一般的で使いやすいパッシブフィルタ構造は、インダクタンスとキャパシタンスを直列に接続するもので、主要な高調波（3、5、7次高調波）に対して低インピーダンスのバイパスを形成できます。単同調フィルタ、複同調フィルタ、ハイパスフィルタはすべてパッシブフィルタです。
アドバンテージ
パッシブフィルタは、構造がシンプルでコストが低く、動作信頼性が高く、運用コストが低いという利点があり、高調波制御方法として現在でも広く使用されています。
分類
LCフィルタの特性は、規定の技術指標要件を満たす必要があります。これらの技術要件は通常、周波数領域における動作減衰、位相シフト、またはその両方です。場合によっては、時間領域における時間応答要件が提案されることもあります。パッシブフィルタは、同調フィルタとハイパスフィルタの2つのカテゴリに分類できます。また、設計方法の違いにより、イメージパラメータフィルタと動作パラメータフィルタに分類できます。
チューニングフィルター
同調フィルタには、シングル同調フィルタとダブル同調フィルタがあり、それぞれ1つ（シングル同調）または2つ（ダブル同調）の高調波を除去できます。高調波の周波数は、同調フィルタの共振周波数と呼ばれます。
ハイパスフィルター
ハイパス フィルタは、振幅低減フィルタとも呼ばれ、主に 1 次ハイパス フィルタ、2 次ハイパス フィルタ、3 次ハイパス フィルタ、C 型フィルタで構成され、ハイパス フィルタのカットオフ周波数と呼ばれる特定の周波数よりも低い高調波を大幅に減衰させるために使用されます。
画像パラメータフィルター
このフィルタは、イメージパラメータ理論に基づいて設計および実装されています。このフィルタは、接続における等イメージインピーダンスの原則に従ってカスケード接続された複数の基本セクション（またはハーフセクション）で構成されています。基本セクションは、回路構造に応じて固定K型とm導出型に分けられます。LCローパスフィルタを例にとると、固定K型ローパス基本セクションの阻止帯域減衰量は、周波数の増加とともに単調に増加します。m導出ローパス基本ノードは、阻止帯域内の特定の周波数で減衰ピークを持ち、減衰ピークの位置はm導出ノードのm値によって制御されます。カスケード接続されたローパス基本セクションで構成されたローパスフィルタの場合、固有減衰量は各基本セクションの固有減衰量の合計に等しくなります。フィルタの両端に終端された電源の内部インピーダンスと負荷インピーダンスが両端のイメージインピーダンスに等しい場合、フィルタの動作減衰量と位相シフトは、それぞれ固有の減衰量と位相シフトに等しくなります。(a) 図に示すフィルタは、固定Kセクションと2つのm導出セクション（縦続接続）で構成されています。ZπとZπmはイメージインピーダンスです。(b) は減衰周波数特性です。阻止帯域における2つの減衰ピーク（/f ∞ 1とf ∞ 2）の位置は、それぞれ2つのm導出ノードのm値によって決まります。
同様に、ハイパス フィルター、バンドパス フィルター、バンド ストップ フィルターも、対応する基本セクションで構成できます。
フィルタのイメージインピーダンスは、全周波数帯域において電源の純抵抗性内部抵抗および負荷インピーダンスと等しくなることはなく（阻止帯域ではその差が大きい）、通過帯域では固有減衰量と動作減衰量が大きく異なります。技術指標の実現を確実にするためには、通常、設計において十分な固有減衰マージンを確保し、通過帯域幅を広げる必要があります。
動作パラメータフィルタ
このフィルタは、カスケード接続された基本セクションで構成されているのではなく、R、l、C、相互インダクタンス素子によって物理的に実現できるネットワーク関数を使用して、フィルタの技術仕様を正確に近似し、得られたネットワーク関数によって対応するフィルタ回路を実現します。 異なる近似基準に従って、異なるネットワーク関数を取得でき、異なるタイプのフィルタを実現できます。 (a) は、最も平坦な振幅近似（ベルトウィッツ近似）によって実現されるローパスフィルタの特性です。通過帯域はゼロ周波数付近で最も平坦であり、阻止帯域に近づくと減衰量が単調に増加します。 (c) は、等リプル近似（チェビシェフ近似）によって実現されるローパスフィルタの特性です。通過帯域の減衰量はゼロと上限の間を変動し、阻止帯域では単調に増加します。 (e) 楕円関数近似を使用してローパスフィルタの特性を実現し、通過帯域と阻止帯域の両方で減衰量が一定の電圧変化を示します。 (g) ローパスフィルタの特性は、通過帯域の減衰量が等しい振幅で変動し、阻止帯域の減衰量が指数で要求される上昇と下降に従って変動することで実現されます。 (b)、(d)、(f)、(H) は、それぞれこれらのローパスフィルタに対応する回路です。
ハイパス フィルター、バンドパス フィルター、バンド ストップ フィルターは通常、周波数変換によってローパス フィルターから派生します。
動作パラメータフィルタは、技術指標の要件に応じて合成方法によって正確に設計され、優れた性能と経済性を備えたフィルタ回路を得ることができます。
LC フィルタは製造が容易で、価格が安く、周波数帯域が広く、通信、計測などの分野で広く使用されています。同時に、他の多くの種類のフィルタの設計プロトタイプとしてもよく使用されます。
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投稿日時: 2022年6月6日
