電気・電子
アクティブフィルタ計算機
部品選択と応答曲線でローパス、ハイパス、バンドパスフィルタを設計します。
01
入力値
02
計算結果
- 極 / 中心周波数
- —
- Q値
- —
- 電圧利得
- —
- 遮断周波数
- —
- 電圧利得
- —
- 位相差
- —
- fL · −3 dB
- —
- fH · −3 dB
- —
- 共振帯域幅
- —
計算式
—固有周波数、遮断周波数、応答を区別する
図示した Sallen-Key ローパス／ハイパスまたは多重帰還バンドパスを解析します。固有周波数、Q、選択周波数での応答を比較します。理想増幅器と公称部品のモデルで、帯域制限や誤差は含みません。
使い方
- フィルタ形式と解析または設計を選び、抵抗・コンデンサの記号を図と対応させます。
- 部品と利得、または目標周波数、Q、標準系列を入力します。設計を適用してから丸め値を確認します。
- 応答図、振幅、位相を確認します。固有周波数は遮断周波数や帯域端と必ずしも同じではありません。
設定と制限
- 周波数と Q
- 固有周波数は極位置、Q は減衰を表します。ローパス／ハイパスの遮断点は通過帯域利得に対する −3 dB 点で、Q に依存します。
- 回路形式と利得
- ローパス／ハイパスは図の Sallen-Key 回路です。バンドパスは反転多重帰還で、部品関係と利得制約が異なります。
- 丸めと妥当性
- 標準値は周波数と Q を変えます。得られた誤差を確認します。不適切な組合せは非正の減衰を生み、拒否される場合があります。
操作例
等しい部品値のローパス例を使います。固有周波数では遮断点の定義より大きく減衰します。
入力例
LP; R1 = R2 = 10 kΩ; C1 = C2 = 10 nF
K = 1; f = f0| f0 / Q / fc / |G| / φ | ≈ |
|---|---|
| f0 | 1591.549431 Hz |
| Q | 0.5 |
| fc (−3 dB) | 1024.312067 Hz |
| |G(f0)| | 0.5 V/V |
| G(f0) | −6.020600 dB |
| φ(f0) | −90° |
計算した遮断周波数は固有周波数より低くなります。部品式だけではすべての Q の −3 dB 点を決められません。
よくある質問とトラブル対処
ピークが出るのはなぜですか？
十分高い Q では共振が生じます。全応答と通過帯域利得を比較してください。ピークは平坦な応答を保証しません。
設計が目標からずれるのはなぜですか？
抵抗とコンデンサは個別に標準値へ丸めます。達成周波数と Q を確認し、別の対応系列を比較します。
実際のフィルタを予測できますか？
利得帯域積、スルーレート、電源制限、部品誤差は含みません。増幅器の適合性と実装回路を確認します。