ハイパスフィルタに関して質問があります。
発振器を用いた実験をしているのですが、その出力に若干のDCオフセットが乗っており、困っています。ちなみに、発振器の出力は50mV~100mVppの振幅で周波数は2~7kHzの範囲で使用しており、オフセットは10mV程度出ています。
そこで、簡単なCRハイパスフィルタ(ACカップリング回路)を通してDCオフセットを除去することにしたのですが、設計に関して疑問点が出てきました。フィルタのカットオフ周波数はCRの積で決まりますが、ということはCとRの選び方に自由度が出てきます。計算上は、例えば、400Hz程度の設計の場合、R=1kΩ、C=0.4uFでもよいですし、R=100Ω、C=4uFでも良いことになると思います。
あまり回路実装の経験がないのですが、このような場合通常何を考慮してRやCを決定するのでしょうか。また、コンデンサの種類でおすすめのものがあれば合わせて教えていただけますでしょうか。
よろしくお願いいたします。
No.1ベストアンサー
- 回答日時:
このくらいの周波数だったら主に考慮するのは駆動能力でしょう。
2~7kHzの信号はCを素通りしてRに流れます。このルートが発振器の
負荷として重すぎないかを検討する必要があります。
これはRの下限を決めます。
また、本来の負荷がつながったときにCのインピーダンスが大きすぎると
信号が減衰してしまいます。(カットオフ周波数が400Hzより高くなることと同じ)
この条件からCの下限が決まります。
それぞれ上記の条件で少しは絞り込めると思いますが、それでも
広範囲の選択肢がある場合がほとんどです。
その先は、設計者の気配りによります。
例を挙げます。
●他の場所で使っている部品と同じものを選ぶ。(部品の種類を増やさない)
●在庫のある(手元にある)部品を使う。
●異常負荷などのときにどうなるかを考慮する
●コストを考慮する
●サイズを考慮する
など。
丁寧に説明していただきどうもありがとうございました。
計算上同じでも、極端な場合(抵抗が極端に大きくて、キャパシタンスが極端に小さい等)は
うまくいかないだろうな、とは想像していたのですが、そのあたりがすっきりしました。
大変参考になりました。
No.3
- 回答日時:
DCオフセットの除去には、ACカップリング回路で負荷抵抗の値と通過周波数範囲で、カップリングのCの値を決定します。
C・Rのハイパスフィルタで考えますが、Rの値は負荷側で範囲が決定されますので使用は不要です。
周波数は2~7kHzの範囲であれば、400Hz程度以上を通過させる大まかなCの値を選択すれば良いのです。
目安のCの値と種類ですが、
負荷が10KΩ程度の場合;0.1μF程度
負荷が1KΩ程度の場合;0.47μF程度
の無極性で25V耐圧以上のフイルムコンデンサなどを使用するのが定石です。
有極性のアルミ電解コンデンサなどや、あまりにも大きなCの値は使用してはいけません。
電源の投入時に過渡電圧が負荷に印加されてしまいます。
No.2
- 回答日時:
ハイパスフィルタとしてではなく、DCオフセットを無くすためのACカップリングのためですよね。
それならカットオフ周波数は厳密に計算する必要は有りません。Rの値は負荷側の入力インピーダンスと考えればよいのです。そこにわざわざ抵抗を入れる必要はありません。
Cの値はカットオフ周波数と負荷インピーダンスから自動的に決まってきます。それよりマージンを見て、2倍程度大きな値の物を入れれば良いだけです。
マージンをたっぷり取れば、種類もあまり選びません(少々容量値が変化しても影響がない)が、極性のあるケミコン類は避けた方が良いでしょう。
ご回答して頂きありがとうございます。
確かにその通りで、ハイパスフィルタというよりACカップリング用の回路です。
なるほど、たしかに負荷側の入力インピーダンスを考えると、Rはいらないですね、
気づきませんでした。なにぶん電子回路はほぼ初心者ですので大変参考になります。
実際に、いくつかCやRを変えて違いを見てみようと思います。
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
似たような質問が見つかりました
- 工学 オペアンプによる増幅回路でのノイズ対策について 5 2022/03/22 16:06
- 工学 本来、コルピッツ発振回路はコイルとコンデンサのみで成立するはずである。実際の回路では、トランジスタを 1 2023/01/19 19:14
- 工学 CR発振回路 C1=C2=C=0.001【uF】 R1=R2=R3=16【kΩ】 R4は出力電圧が正 2 2023/05/10 19:13
- 工学 コンデンサのサブクラスX1、X2について 1 2022/11/13 12:36
- その他(自然科学) 風車音の測定 3 2023/04/28 07:12
- 数学 フーリエ変換後の負の周波数成分の扱いについて 4 2022/09/03 10:18
- 物理学 風力発電での音 1 2023/04/16 08:55
- 工学 差動増幅回路のオフセット 1 2023/01/09 15:16
- 物理学 風車が回転する理由 5 2023/05/08 08:03
- 物理学 モノポールアンテナの件 5 2023/05/05 20:12
おすすめ情報
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
配電線非接地系のGPT3次制...
-
LED調光回路について
-
なぜ基準温度は75度か
-
接触抵抗測定方法について
-
抵抗法によるモータの巻き線温...
-
2次パッシブローパスフィルタ...
-
【変圧器の実験について】 変圧...
-
電圧降下法による抵抗の測定
-
電線の電気抵抗測定
-
測温抵抗体 2つの温調で利用で...
-
サルでも分かるような負荷抵抗
-
電流の計測法に関する質問
-
内部抵抗は変化しますか?
-
定格電圧100V、定格消費電力1kW...
-
LC共振回路を構成するとコンデ...
-
誘導電動機のすべり・抵抗とト...
-
擬似負荷抵抗
-
三相誘導電動機の各端子間の抵抗
-
ニクロム線の抵抗・線径・発熱...
-
DCモータの巻線温度を抵抗法に...
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
-
ニクロム線の抵抗・線径・発熱...
-
接触抵抗測定方法について
-
ボルテージフォロワが発振しな...
-
三相誘導電動機の各端子間の抵抗
-
低・中・高の抵抗の範囲と測定...
-
アッテネータ回路について教え...
-
配電線非接地系のGPT3次制...
-
サルでも分かるような負荷抵抗
-
なぜ基準温度は75度か
-
パターン幅と突入電流に関して ...
-
抵抗法によるモータの巻き線温...
-
無誘導抵抗とは?
-
抵抗の直並列回路の実験
-
内部抵抗は変化しますか?
-
【変圧器の実験について】 変圧...
-
三相かご形モーターのスキュー...
-
電圧降下法による抵抗の測定
-
クーリングタワー(冷却塔)の...
-
三相誘導電動機の比例推移に関...
-
内部抵抗による接続誤差について
おすすめ情報