フィルタ回路でLとCの値で質問です。

質問

フィルタ回路でLとC（インダクタンスとコンデンサ）の値を自分で決めて設計する際に、LよりもCのほうが値を決めるのに制限があると聞いたのですがどういった意味でしょうか？？自分の考えでは実際の小さい回路ではCのほうが細かい値の素子があまりないという考えなのですが・・・・。（←おそらく違ってると思いますが）少しでも分かる方教えていただけましたら幸いです。よろしくお願いします。

回答No.1

teracup · ベストアンサー

>自分の考えでは実際の小さい回路ではCのほうが細かい値の素子があまりないという考えなのですが・・・

最初の2行の解釈については、題意が正しいとすれば、この考えでよいと思います。
しかし、「制限がある」という表現がいまいちピンときませんね。
それと「小さい」ってどういう意味ですか？

次数の高いフィルタは、素子の値（精度）に敏感で、これによって性能が支配されますね。
（これを「素子感度が高い」という。つまり素子感度は低いもの方が作りやすい→素子の誤差による性能低下が少ない・・・ということ）

素子の値が、設計どおりにならない理由には、次のことが挙げられます。
　1.目標とする値（容量：μF or μH）の素子が入手可能か（製造・市販
　　されているか）？
　2.目標とする誤差値（±2%,1%,・・・）の素子が入手可能か？
　3.素子そのものの性質として、温度等の環境が変化したときの値の変化は
　　小さいか？
　4.以上の条件（性能）と価格の折り合い

1.については、市販商品は一般にE-6,E-12,E24.E48,E96といった系列で作られ販売されています。
細かく分類されたものの方が、計算で得られた値に近いものが入手できるので性能の良いフィルタが作れます。

一般にはLよりもCの方が、細かく作られています。
(CについてはE-48系列を見たことがあります。Lは一般にはE-12系列です）

2.の精度についても同様、Cの方が優れています。

3.の温度等環境特性についても、Cの方が良いものが製造されています。

4.価格についてもCの方が安価です。

わたしは、特にチップ部品(SMD)の性能について関心がありますが、わたしの商品知識から云えば、どこから見てもCの方に「選択の余裕」があるように思います。

よって、先ずどちらを先に決めるかといえば、最初の計算結果に近いLを先ず決め、その値に基づいて再計算し、得られた計算値に近いCを購入する・・・というのが一般的な手順ではないでしょうか。

以上は市販の素子を使用するという前提での結論ですが、「Lは手巻きする」というなら、話は別です。
手巻きのLは容量を任意にとれますから、この場合はCを先に決めた方が良いです。

しかし、どうも題意が誤っているような気がします。

わたしも題意を的確につかんでいませんので、何とも言えませんが、一応フィルタ素子の選択に関しては、上記の考え方で進められると思いますので、後は上記条件を考慮した部品の入手が容易か否か（市販品のカタログ調査）ということで、ご判断されては如何でしょうか？

なお、このご回答に満足いただけないようでしたら、問題の趣旨をもっと詳しくご説明いただければ、あらためてご回答を差し上げたいと考えております。

補足

大変ご丁寧な返答をありがとうございました、フィルタ回路の設計の実験で大きな実習用可変ろ波器でLとCの値を決めていましたので・・・。（”実際に一般的に実用される小さい回路”と書いてしまいました）
ご解答なされたように”LよりもCのほうが制限がある”というよりも”余裕がある”という日本語が正しいと感じました。（しかもLよりもCのほうが余裕があるんですね！！）おかげさまで自分の間違いに気づくことができました。本当にありがとうございました！！

回答No.2

VAN613

RF全般が専門ですが、特にフィルタが得意です。

基本的にはCよりもLの方が値に制限があると思い
ます。部品定数や値段などについてはNo.1さんの回答
にあった通りだと思いますが（空芯コイル＝でかいが
安いし定数の調整も気合で何とかなる、チップコイル
＝小さいが高いし定数のラインアップもチップコン
デンサと比べて少ない）、それよりも重要なのはL,Cの
持つ抵抗成分（Q値）だと思います。

基本的に、コイルというものはコンデンサに比べてQ値
が格段に悪いです。そのため、余りLを大きく設計して
しまうと、共振回路のQ値（抵抗成分）が大幅に劣化
してしまい、チェビシェフやバターワースといった
理論式とは全く異なるフィルタ特性となってしまうの
です。

ただ、ひょっとするとhrisan8823さんが想定している
コンデンサはチップコンデンサでは無く足の長い
コンデンサかも知れませんね。その場合は間違いなく
Cによって制限がかかります。何故なら、その足の部分
が既に高周波ではLとなってしまうからです。「その分
のLを共振回路のLとして流用すれば良い」と思うかも
知れませんが、当然の事ながらそのコンデンサの足は
Lの構成方法としては最も非効率的な巻き方であり（と
言うか巻いて無いですが^^;）、Q値も断然悪いです。