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電気回路でフィルターや周波数特性などを解析するときポールという言葉を使いますがどういう意味でしょうか?

gooドクター

A 回答 (4件)

migsisです。


かなり核心をついてきているように思いますが、残念ながら私がお答えできるのはここまで、です。それは、私の専門が無線回路だからです。わかりやすい例ではdocoxxのケータイも手がけましたが、無線回路の設計実務においては、2ポールを超えるフィルターの設計レベルの知識が必要ないということもあります。こういうフィルターは、フィルター屋に依頼して作ってもらうので、深く知っている必要がありません。オーディオ関係ももちろん手がけていますが、やはり2ポールまでです。

そのため、本当にご理解なさりたければ、フィルターの専門家に答えてもらうしかないと思います。ただし、複雑なフィルターも現在はコンピューターで容易に設計出来てしまいますし、オーディオ程度の周波数ですと、コンピューターの計算結果と実機の測定結果がほぼ一致するので、フィルター屋で、私程度の世代(プロフィールに記載しています)では、手応えのあるフィルター屋というのはほとんどいません。あなた様が素人かどうかわかりません。私見ですが、確実に言えるのはどんな難しい内容の質問でも、素人向けの答えが出来る方こそ本質をつかんでいるということです。フィルターについては他の方が答えていらっしゃるように、数学的に美しく解析されていますが、数式を振りかざしてしか説明できないのは、私は本当には理解していないのだと、実務の現場では判断しています。

本題からはそれますが、電子回路の様々な分野で、この人はすごいぞ、という方に出会えるのは、開発の最前線にいても、なかなかいません。あなた様のように、すこしずつ質問を難しくしていったときに、しどろもどろになってしまう開発者のほうが多いです。たまたま私のいる環境がよくないのかもしれませんが、現実はそのような感じですから、良い方の説明を受けるか、ご自分で勉強なさるかしかないかもしれません。

ご要求に応えられず申し訳ありませんが、以上のような次第です。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

お礼日時:2009/03/07 02:55

migsisです。


オーディオ回路用のフィルターは設計したことがないのですが、だいたい次のようになると思います。普通のフィルターの意味がわからないのですが、

普通のフィルター  1か2ポール
バンドパスフィルター 最低2ポール
スクラッチフィルター 2ポール程度
サブソニック/ランプルフィルター 2ポール程度
アンチエイリアスフィルター(デジタル録音機の入力 多ポール
グラフィックイコライザー 最低2ポール必要

普通のフィルターという意味を、回路のあらゆる部分でよく使われている、という意味ですと、上記になります。2ポールまでは比較的容易に設計できますから、ちょっとした部分に多用されます。

グライコは設計したことがないので、ポール数がどのようになっているか全くわかりません。

オーディオで一番面倒な(ポール数が多い)のはDATなどデジタル録音機のアンチエイリアスフィルターでしょう。これは急峻な減衰特性を持たせなければならないので、設計はなかなか大変です。逆、つまり再生側はオーバーサンプリング等が当たり前になって久しいので、フィルターの負担は楽になっていますし、フィルターが単純になるということは、音質面でも好ましいことです。録音側並のフィルターが必要だったのはCDプレーヤーが発売になった1982年からほんの数年です。

この回答への補足

拝啓 ありがとうございます、だんだんわかりかけてきましたが、まだ納得までは至っておr知ません、申し訳ありません。
LPFで-6d/octBのフィルターは1ポール、-12dB/octは2ポール。またBPSフィルターは-6dB/octのLPFと-6dB/octのHPFの組み合わせで2ポール、-12dB/octの組み合わせでは4ポールという理解でよろしいのでしょうか? なにとぞお願いいたします。

補足日時:2009/03/05 02:48
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周波数特性や位相特性を有理関数と言う数式で表現します。


http://ja.wikipedia.org/wiki/有理関数
この有理関数が無限大になるxの値をポール(極)と言います。
周波数特性で考えて、ポールの右側と左側で位相特性が変わったり、ポールのところでピークが出来たり発信したりします。
ポールの並び具合をかえることで周波数特性や位相特性を調整することが出来ます。

数学的に精密に研究されているので、理論的な取り扱いやシミュレーションが可能です。
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どの程度のレベルの回答を求めていらっしゃるのかわかりませんので、極簡単に。



周波数/位相特性を変化させる要素がひとつあるのが1ポール、2つあれば2ポールということです。たとえば2つの要素の周波数を近いか一致されればより急峻なフィルターが出来るということですね。

フィルターは、オーディオ帯域では計算結果と実測値が一致する、数学が得意な人にはやりがいのある分野ですから、追求し出すとはまる人も出てくると思います。

この回答への補足

普通のローパスフィルターは1ポール、バンドパスフィルタは2ポールということでしょうか? よろしくお願いいたします。また、たとえば5バンドのグラフィックイコライザは5ポールなのでしょうか?

補足日時:2009/03/04 02:29
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