正弦波に乗っているノイズ成分の取り出し方

Question

正弦波に乗っている（重畳）ノイズを抜き出して観測したいのですが、どのような回路で対応すればよいのでしょうか。
例えば６０Ｈｚに１ＫＨｚが乗っている場合など１ＫＨｚを抜き出す。
どうぞよろしくお願いします。

skhdknds · Accepted Answer

どんな測定環境なのかわかりませんが、電源の波形が純粋なサインウエーブではないことが多いので、60Hzの高調波成分も消すのが望ましいのです。経験上ANo2様のフィルターでは60Hzは25%も残ってしまうので測定になりません。実用的にはANo4様のノッチフィルターが使われます。
自分がスイッチング電源のラインノイズ電力を測定したときはディジタルオシロスコープのフーリエ変換を利用して60Hz基本波と高調波成分すべてをデーター上で消しました。櫛形フィルターという理想的フィルターです。

oyaoya65 · Answer

#2です。
簡単に手元にある抵抗とコンデンサーでお金を掛けず60Hz成分を減衰させようという案です。
予算を掛けていいなら他の方の回答にあるノッチフィルター（特定周波数だけを選択的に減衰させるフィルター）を導入されれば良いですが、AC電源からの電源周波数を取り除くのはノッチフィルターを単に通せばいいというわけではありません。ノッチフィルターを正しく使い、測定系への室内AC電源配線からの誘導対策をしないと60Hzの影響はなくせません。

予算に糸目をつけないというならシールドルーム（部屋の壁を銅版で覆った部屋、照明も直流電源照明、シールドルーム内ではAC電源コードを引き回さない。出来れば直流電源を使用。それらのDC電源には電源周波数カットノッチフィルター通過後のものを使用）で実験すればいいですね。

普通の部屋で信号回路から60Hz成分を除くには入力段に60Hz遮断ノッチフィルターを入れればフィルターの減衰量分だけノッチフィルターを通した後の信号からは減衰量分だけ60Hz成分が減衰します。

しかし、通常の部屋では照明やAC電源配線がいたるところにあって、測定器を含めた部屋中の導体（人間や測定器の筐体・ケース、測定回路、信号の配線やケーブル）にAC電源の100V　60Hz(東日本では50Hz)が誘導してきますので折角フィルター出力で信号から60Hzを60dB以上減衰させても、ノッチフィルターの筐体アースや測定系への信号接続ケーブル、測定回路の筐体などの共通一点アースを取りそれを接地しておかないと折角のノッチフィルターで60Hz分を減衰させても直ぐ60Hzが部屋の内部のAC配線や照明からの誘導で信号に再度60Hzが混入してきます。AC電源から人間経由で60Hzが測定系に60Hzが誘導もされますので人間のアースも必要になってきます。
シールドルームまでは用意できない、しかし上記対策も不十分で実行しにくいと入った場合は、金網（アースを取る）を張った測定装置一式がおさまるだけの金網シールドボックス（1立方m前後、そこはアルミ板等）を作り、手など測定器を操作する窓だけ金網を跳ね上げられる構造として、そこの中に測定系をいれ、ノッチフィルターを含めた測定系全部の筐体をそのシールドボックスに一点アースして測定してください。もちろん測定する人間もシールドボックスに触れている状態（アースを取る）で測定を行ってください。

ytrewq · Answer

ノッチフィルターを使って６０Ｈｚを除去するのが良いと思います。
歪率計の原理とおなじです。

fjnobu · Answer

60HZと１KHｚがはっきり判っているなら、７０HZのハイパスフィルターを通せば、直ぐに判ります。
又は、１Khzのバンドパスフィルターを通せば、１KHｚの正弦波が出てきます。

oyaoya65 · Answer

ハイパスフィルターですね。
ラフでよければ
カットオフ周波数fcを60Hzと1KHzの真ん中(相乗平均)あたりの250Hz前後に設定して
RC=1/(2πfc)≒0.637[ms]
R=10[kΩ]とすれば
C≒0.637/10=0.0637[μF}
となりますので
R=10[kΩ],C=0.06[μF]
または
R=5[kΩ],C=0.12[μF]
程度のC-R ハイパスフィルターを入れれば60Hzをカットして1kHzの正弦波を取り出せるでしょう。

----C--------
　　　　｜
入力　　R　　出力
　　　　｜
-------------

kochory · Answer

ハイパスフィルターで一発だと思いますが・・・

正弦波に乗っているノイズ成分の取り出し方

どんな測定環境なのかわかりませんが、電源の波形が純粋なサインウエーブではないことが多いので、60Hzの高調波成分も消すのが望ましいのです。

#2です。

ノッチフィルターを使って６０Ｈｚを除去するのが良いと思います。

60HZと１KHｚがはっきり判っているなら、７０HZのハイパスフィルターを通せば、直ぐに判ります。

ハイパスフィルターですね。

ハイパスフィルターで一発だと思いますが・・・

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