フィルタの種類 – 総合ガイド

一般に、フィルターは、信号処理中に周波数信号から不要な機能/コンポーネントを取り除くプロセスまたはデバイスです。これらは、コンピュータ グラフィックス、画像処理、制御システム、レーダー、電気通信などで一般的です。さらに、今日学習するさまざまな種類のフィルターがあります。

電子線形フィルターの種類

フィルタとは?

フィルターとは、電子信号や汚れなどの不要な成分がフィルタリング デバイス/メディアを通過する際にそれらを除去する回路です。

別の定義は、他の周波数の通過を増幅または許可しながら、特定の周波数を減衰させることに重点を置いています。したがって、電子フィルタは、無関係または不要な周波数を持つ信号から周波数を取得します。

フィルターの種類

メーカーは、構成方法と周波数方法に応じて、いくつかのフィルターを分類しています。

構造に基づく

2 つのフィルター タイプが建設機能に分類されます。

• パッシブ フィルター

パッシブ フィルターは、インダクター、コンデンサー、抵抗器などのパッシブ コンポーネントを含むフィルターの一種です。

パッシブ バンドパス フィルター

次に、外部エネルギー源を必要としないため、フィルターには電圧ゲインがありません。つまり、常に入力電圧よりも低い出力電圧を受け取ることになります。

さらに、パッシブフィルターは低周波を処理しないにもかかわらず、高周波信号を簡単にフィルタリングできます。

最後に、パッシブ フィルターの設計は単純です。ただし、フィルターに負荷を接続すると、その特性に影響を与えます。また、フィルターを高次フィルターにカスケード接続することで、その要素に影響を与えることができます。

• アクティブ フィルタ

パッシブ フィルターとは対照的に、アクティブ フィルターには、トランジスタ、オペアンプ、コンデンサ、抵抗などのアクティブ コンポーネントがあります。

アクティブ フィルタ

残念ながら、高電圧ゲインを生成しますが、外部電源で動作します。電圧ゲインは、弱い入力信号をさらに増幅します。また、非常に高い周波数の信号は処理しませんが、非常に低い周波数の信号をフィルタリングします。

さらに、アクティブフィルターは複雑な設計ですが、低出力と高入力インピーダンスを提供できます。これは、負荷インピーダンスがフィルターの特性に影響を与えない理由を説明しています。

最後に、フィルターの順序を増やしたい場合は、カスケード構成でアクティブ フィルターを使用します。入力信号のパワーを失う心配はありません。

周波数応答に基づく

フィルターの 2 番目の分類は、以下のタイプによって異なります。

ローパス フィルター

ロー パス フィルターは、電力を低下させることなく低周波数の信号を許可しますが、高周波数の信号を拒否します。

ローパス フィルタ

フィルタは、入力周波数の変化を引き起こすリアクタンス成分で構成されています。したがって、リアクタンスの変動は、回路の減少または電圧降下の増加を引き起こします。次に、出力での大きな電圧降下により、信号が通過します。ドロップが低い場合、フィルターは信号をブロックします。

ハイパス フィルター

ハイパスフィルターは、低周波信号を除去/ブロックし、振幅を減衰させることなく高周波信号を通過させます。

ハイパス フィルタ

より高い周波数の信号 (カットオフ周波数と比較して) は、完全な振幅で通過できます。逆に、フィルターはカットオフ周波数よりも低い周波数の信号をブロックします。

バンドパス フィルター

フィルターは、通過帯域周波数より高い周波数または低い周波数をブロックしますが、特定の周波数帯域を許可します。

帯域ベース フィルタ

さらに、上限カットオフ周波数と下限カットオフ周波数の 2 つのカットオフ周波数で構成されます。したがって、フィルターは高周波数と低周波数をブロックし、通過帯域周波数 (中間周波数) を減衰なしで許可します。

カスケード構成でハイパス フィルターとローパス フィルターを組み合わせると、バンドパス フィルターが得られます。ハイパス フィルターは低周波をブロックし、ローパス フィルターは高周波をブロックします。

バンド リジェクト フィルター/ノッチ フィルター/バンド ストップ フィルター

バンドリジェクト フィルタは、周波数の固定帯域内の信号周波数を低減または制限します。

バンドストップ/バンドリジェクト フィルタ

その動作は、バンドパス フィルターとは正反対です。ノッチ フィルターは、高周波信号と低周波信号を許可しますが、信号間の周波数の固定帯域を制限します。

さらに、上限と下限のカットオフ周波数があります。ただし、カットオフ周波数がその間の信号周波数を受信すると、フィルターは信号を拒否します。

反応曲線

一般に、応答曲線はフィルターの動作を示します。例には、さまざまなフィルターを使用した下の図が含まれています。

バンド フォーム テンプレート

フィルタの適用

多くの場合、次の領域にフィルターが適用されます。

(テレビ)

(自動車製造)

結論

要約すると、中断のない信号を必要とするプロジェクトにフィルターを適用できます。さらに、さまざまなフィルターは、特定のデバイスの使用法へのガイドとして機能します。

周波数フィルターについてご不明な点がございましたら、お気軽にお問い合わせください。