交流増幅回路の次段にフィルタを形成するときについてご質問したいのですが、教えていただけませんか。

フィルタのカットオフ周波数を設定するとき、交流増幅回路のバイパスコンデンサーを利用するとあったのですがよくわからなかったので説明していただけないでしょうか。また、もうひとつのカットオフ周波数の設定について、入力インピーダンスと電流増幅率との関係についても教えていただけないでしょうか。
何卒宜しくお願い致します。

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A 回答 (1件)

こんにちは。



的を得た事が書けるかどうか心配ですが
たぶん,こうゆう事だろうと想像してアドバイスします。

・「バイパスコンデンサーを利用する」
トランジスタによるエミッタ接地増幅回路において,
コレクタ抵抗:Rc,エミッタ抵抗:Re,増幅度:Aとすると
 A=Rc/Re[倍] となります。
仮にRc=10kohm,Re=1kohmとしておきます。
Reの両端にバイパスコンデンサを並列に追加してみます。
まず周波数が充分高い場合,Re=0ohmと同じ事になり,
増幅度は無限大(実際の回路では数百倍どまり)になります。
次に周波数が充分高くない場合,コンデンサのインピーダンスは0ohmと
みなせなくなり,例えばインピーダンスが20ohmになったとすると
Reは19.6ohmと同じ事になり,増幅度は約51倍になります。
直流の場合,コンデンサのインピーダンスは無限大になるので
増幅度は10倍になります。
よって周波数が低くなるにつれて増幅度は,数百倍→約51倍→10倍
と,ハイパスフィルターと同等の動きになります。
ここで言う「充分高い周波数」が何Hzになるかは,コンデンサの容量を
変えることで設定出来ることが,お分かりになると思います。

・入力インピーダンスと電流増幅率(hfe)
入力インピーダンスとは,回路でなくトランジスタの方のhieのことですか?
こちらの方は良く判りません,すみません。
ただ,Re=0ohmの場合,A=hfe×Rc/hieの関係になるようです。

以上,うじゃうじゃと書いたのですが,読まれた本に同様の事が
書いていませんでしたか?再度,隅々まで目を通してみて下さい。
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この回答へのお礼

返事が遅くなってすいませんでした。なんとなく分かりました。ありがとうございました。アドバイスのようにしてみます。本も読んで見ます。笑
本当に助かりました…

お礼日時:2001/02/02 16:41

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問題のBPF(http://sanwa.okwave.jp/qa3924451.html)は「多重帰還型BPF」というわれものの変形で、入力アッテネータがないものになります。
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   f2 ≒ ( 1 + C1/C2 )/( 2*π*C1*R2 )
   f1 ≒ 1/{ 2*π*C2*R1*( 1 + C1/C2 ) }
と近似されます。さらに、C1 << C2 であれば(R1 = R2 のときはそうなる)、C1/C2 は1に比べて無視できるのでこれをゼロとすれば
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>Q値は1次フィルターでも大きくできるのか、ハイパスフィルターでもQは発生するか
CRだけの1次フィルタでのQ値(カットオフ周波数での利得/通過域の利得)は1/√2 (=0.707)と一定ですのでカットオフ周波数近傍で利得が持ち上がることはありません。問題のBPFでも2つのカットオフ周波数( f1, f2 ) が充分離れている場合には、1次のLPFと1次のHPFの特性をつなげたものになるので、LPHやHPFとしてのQ値は1/√2 です。ややこしいですが、問題のBPFでは、BPFのQ値は変えられます(BPFのQ値は中心周波数/通過域の幅という意味です)。

[1] 多重帰還型BPF(1) http://www.cqpub.co.jp/toragi/TRBN/trsample/2003/tr0306/0306an18.pdf
[2] 多重帰還型BPF(2)  http://sim.okawa-denshi.jp/OPtazyuBakeisan.htm
[3] CR型1次LPF http://sim.okawa-denshi.jp/CRlowkeisan.htm
[4] CR型1次HPF http://sim.okawa-denshi.jp/CRhikeisan.htm

問題のBPF(http://sanwa.okwave.jp/qa3924451.html)は「多重帰還型BPF」というわれものの変形で、入力アッテネータがないものになります。
多重帰還型BPFは、Qを大きくしようとすると(狭い周波数帯だけ通過させるようにすると)、中心周波数 f0 での利得を非常に大きくしなければならないので、出力が飽和しやすいという欠点があります。そのため資料[1], [2] にあるように、R1 と R2 からなるアッテネータ(減衰器)で、入力信号のレベルを一旦落とすという構成が用いられます。問題の回路は、[2] の回路で ...続きを読む

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Aベストアンサー

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旧・大隅国の牧場の豚でも、かごしま黒豚の定義を満たす方法で飼育していれば
かごしま黒豚、いわゆる薩摩黒豚には違いませんが、
産地としては鹿児島県薩摩産でなく鹿児島県大隅産となります\(^^;)...
ですから、具体的に鹿児島県の、どのへんの牧場のものか確認とれなければ
「当店の生姜焼きには鹿児島県薩摩産の黒豚を贅沢に使用しています」よりも、
「当店の生姜焼きには鹿児島県の薩摩黒豚を贅沢に使用しています」の方が
無難と思います( ^^) _旦~~
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>出力波形はきれいな正弦波で歪みはありませんでした
ことから.入力に比例した出力がある(線形である)範囲(私は何気なく使っていましたが.どうも方言臭いです)
>線形範囲
に入力電圧があると考えられます。入力が極端に大きいと.出力側が振ることができず非線型の範囲になります。
例としては.5Vの入力で100倍増幅では.500vの出力となりますが.電源がプラマイ15Vでは.どんなに無理しても15Vの出力しかえられません。
飽和状態になります。

入力信号が
>5kHz
ですから.極端にへんな周波数帯ではない(中域は少しくらい周波数が狂っても周波数特性に影響が出ない)でしょう。帯域の上限・下限付近では.帯域の歪みにより.規定の利得が取れないことになります。

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>出力波形はきれいな正弦波で歪みはありませんでした
ことから.入力に比例した出力がある(線形である)範囲(私は何気なく使っていましたが.どうも方言臭いです)
>線形範囲
に入力電圧があると考えられます。入力が極端に大きいと.出力側が振ることができず非線型の範囲になります。
例としては.5Vの入力で100倍増幅では.500vの出力となりますが.電源がプラマイ15Vでは.どんなに無理しても15Vの出力しかえられません。
飽和状態になります。

入力信号が
>5kHz
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Aベストアンサー

http://homepage2.nifty.com/kamitaku/KAGKAN16.HTM
http://kagoshima-kensho.com/menu05/committee1/business01.pdf
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もっとも簡単なフィルターの特性はご承知のように
   K
----------
1+j(ω/ω_0)
として表されます。ωは角周波数、ω_0は正規化因子、jは虚数単位です。
Kは利得を表します。誤差要因を考えないならKは最大利得そのものです。

さていまω=ω_0となったとき、上記の式は
 K
-----
1+j
ですから、その時の利得は最大利得Kの1/√2倍になっていることがお分かり頂けるかと思います(複素数の絶対値を計算してみればすぐ分かります)。
つまり分母の虚部の絶対値が実部の絶対値と等しくなる周波数というのは何らかの本質を持った周波数と考えることができます。これを「カットオフ周波数」として、フィルターの特性を表すパラメータに用いているわけです。
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上記は角周波数で議論しましたが、角周波数でない普通の周波数の場合でも全く同じ話になります。

3[dB]から考えると分かりにくいと思いますが、1/√2から考えればすぐに納得できると思います。
もっとも簡単なフィルターの特性はご承知のように
   K
----------
1+j(ω/ω_0)
として表されます。ωは角周波数、ω_0は正規化因子、jは虚数単位です。
Kは利得を表します。誤差要因を考えないならKは最大利得そのものです。

さていまω=ω_0となったとき、上記の式は
 K
-----
1+j
ですから、その時の利得は最大利得Kの1/√2倍になっていることがお分かり頂けるかと思います(複素数の絶対値を計算してみれ...続きを読む


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