バンドパスフィルタ

質問

よろしくお願いします！＾＾

周波数帯域が300khzから30MHzのバンドパスフィルタを設計しようとしているものです。広い周波数帯域のバンドパスフィルタは、ハイパスフィルタとローパスフィルタをカスケードして作るのが一般的なのでしょうか？

フィルタ回路についてこれから勉強しようとしているものです。何かアドバイスを頂ければ幸いです。よろしくお願いします。ちなみにオペアンプを使って設計したいと考えています。

回答No.3

oyaoya65 · ベストアンサー

受動回路なら
LC素子のBPFになりますが、LとCの周波数特性がBPFの通過帯域をカバーする周波数特性のものを使う必要があります。LやCの値によっては30MHz間で使えない種類のL,Cがあります。

能動回路（OPアンプを使用）なら
R,C素子の周波数特性の他、OPアンプの十分高い利得が30MHz以上まで保障されないといけません。

以上を前提に設計します。
通過域と阻止域の間の特性の急峻さのスペック（設計仕様）を決めて、それにしたがって設計します。つまり、通過域で利得１、阻止域で利得0、その境界周波数で利得が１からゼロに変わることはありませんので、一定の幅が必要になり、利得の上限、下限をスペックとして設計にとりれてから設計しなければいけません。
設計理論も何を使うか、振幅特性のみの設計仕様でよいのか、位相特性も考慮しなければならないのか、など設計仕様を決めないといけません。

その上でBPFの設計理論としてどの設計理論を使ったらよいかを決めてください。

●受動型フィルター
定K形フィルター
誘導M型フィルター
ワーグナー=ワーグナー　フィルター
ワーグナー=チェビシェフ　フィルター
チェビシェフ=ワーグナー　フィルター
チェビシェフ=チェビシェフ　フィルター

●能動型フィルター（OPアンプ使用）
通過周波数帯域以上の範囲で利得の十分大きなOPアンプを採用する必要があります。
OPアンプとR,C素子で構成するBPF

＞ハイパスフィルタとローパスフィルタをカスケードして作るのが一般的なのでしょうか？

インピーダンスの整合を取りながら接続します。
大雑把な考え方はあっていますが、極やゼロ点をうまく配置して全体として特性を作りますので、個別にはほんの部分的な減衰を分担しているだけです。個々の要素フィルターの減衰極を最適に配置して減衰特性を設計します。

上記の用語で検索を掛ければ、個々のフィルターの情報が見つかると思います。また、電気回路や伝送回路などの専門書に受動フィルター（電源不要）の設計法が載っています。

RCアクティブフィルターとかRC能動フィルターで検索掛ければ、能動フィルターの設計についての情報が見つかると思います。またRC能動フィルターの設計といった専門書に詳しく設計法が乗っていると思います。ここでは図が描けませんし設計法もかなりの計算式やページ数になりますので、URLの検索や専門書で勉強された方がいいかと思います。

お礼

親切な回答ありがとうございました！これからたくさん勉強していきたいと思っています！！

回答No.4

mii-japan

技術屋レベルで言いますと,
このようなパスバンドが最低周波数の100倍もあるような帯域の広いフィルタは,一般にはバンドパスフィルタとは言いません

技術屋の言うバンドパスフィルタはパスバンドが最低周波数ないし中心周波数のせいぜい数分の1です

質問者のケースでは,それぞれ独自に設計した300khzのハイパスフィルタと30MHzのローパスフィルタを組み合わせて実現します

使用目的によってはディジタル処理のフィルタの方がよろしいかも知れません

それから扱う信号のレベルは重要です、
μV以下～放送局の送信機に使用する数百KWの電力で使用する物まで・・・・

質問する場合、できるだけ具体的に、他人に理解できるように整理して表現する癖をつけてください
他人の頭の中まで見えないのですから

お礼

適切な回答ありがとうございました。以後、質問する時はもっと具体的に質問するよう心がけていきたいと思っています。本当にありがとうございました。

回答No.2

gura_

>ちなみにオペアンプを使って設計したいと考えています。

　まず、「オペアンプ」とはどういうものかを勉強されたらよいでしょう。↓
http://www.picfun.com/partops.html

>広い周波数帯域のバンドパスフィルタは、ハイパスフィルタとローパスフィルタをカスケードして作るのが一般的なのでしょうか？

　そうですが、そのフィルタで何をしたいのですか。
「設計」は目的がはっきりしない事には、スタートできないことも学んでください。

　蛇足ながら、「工学」とは、「機能を実現するためのより合理的な方法を探すこと」だと思いますが。
　不要なものをつけないことが、最も良い設計です。

参考URL：

http://www.picfun.com/partops.html

お礼

迅速な回答ありがとうございました。先輩からだされた演習問題だったため目的を聞かずじまいでした。以後、設計するときには目的をはっきりさせ取り組んでいきたいと思っています。ありがとうございました。

回答No.1

imoriimori

「ハイパスフィルタとローパスフィルタをカスケードして作るのが一般的なのでしょうか？
」
→私はそう思っているんですが、専門家の方から別の意見があればそちらのほう優先と言うことで。

「ちなみにオペアンプを使って設計したいと考えています」
→アクティブフィルタということですね。ちょっと気になるのが、30MHzです。利得帯域幅積が30MHzよりずっと高いのを探してください。このへんの高周波までちゃんと動くオペアンプって少ないと思うのです。パッシブフィルタのほうが無難かとも思います。でも、これまた専門家の方から別の意見があればそちらのほう優先と言うことで。

お礼

親切な回答ありがとうございました。なんとか最後まで製作していきたいと思っています！！