フィルタ設計の基礎：SPICEを活用した実践的学習

ハイパスフィルタはローパスフィルタの逆の動作を行います：高周波信号を通過させながら、低周波成分を減衰させます。最も一般的な2つの実装（コンデンサ型とインダクタ型）は、ローパスフィルタの対応物を反転させたインピーダンス特性を持ちます。 コンデンサ型ハイパスフィルタ コンデンサのインピーダンス コンデンサ型ハイパス回路では、周波数が低下するにつれてコンデンサのインピーダンスが増大します（下図参照）。この高い直列インピーダンスが、低周波エネルギーが負荷に到達するのを効果的にブロックします。 capacitive highpass filter v1 1 0 ac 1 sin c1 1 2 0.5

バンドパスフィルタの作り方 多くの電子システムでは、特定の周波数範囲のみを信号経路で通過させる必要があります。バンドパスフィルタは、まさにその帯域を通し、それより低い周波数と高い周波数の両方を阻止します。ローパスフィルタとハイパスフィルタの段を組み合わせることで、この要件を満たす単一フィルタが得られます。 以下は概念を示すシステムレベルのブロック図です：   バンドパスフィルタのシステムレベルブロック図   コンデンサを使用したバンドパスフィルタの設計 2つの段を直列に接続すると、結果の回路は「低すぎず、高すぎない」周波数のみを通過させます。以下は受動部品で構築した典

バンドストップ（ノッチ）フィルタの構築方法 バンドストップ、またはノッチフィルタは、指定された周波数帯域内の信号を抑制し、それより低い周波数と高い周波数のすべてを通過させます。最も一般的なトポロジは、ローパス段とハイパス段を並列に接続するもので、バンドパス回路で使用される直列接続を鏡写しにした構成です。 以下は並列配置を示すシステムレベルのブロック図です： バンドストップフィルタのシステムレベルブロック図 ツインTバンドストップフィルタ 最も広く使用される受動設計の一つがツインTフィルタで、2つの「T」ネットワークを用います： ローパス脚は抵抗R1、R2とコンデンサC1で構成 ハイパス

ここまでのフィルタ設計では、コンデンサまたはインダクタのいずれかを使用してきましたが、両者を同時に使用することはありませんでした。LとCの要素を組み合わせると共振挙動が生じ、これを利用して精密なバンドパスフィルタとバンドストップフィルタを構築できます。 直列LC回路は共振周波数で最小インピーダンスを示し、並列LC（タンク）回路は共振で最大インピーダンスを示します。この2つの特性が、バンドパスフィルタとバンドストップフィルタの構築における2つの基本戦略を支えています。 バンドパスフィルタでは、直列LCで信号を通すか、並列LCで信号を短絡するかのいずれかの方法を取ります。以下のセクションでは、