ハイパスフィルタ計算機

ハイパスフィルタは、変化の速い信号を通し、低周波成分や直流を減衰させます。センサーのドリフト除去、増幅段間の直流遮断、低音の振動音の低減、音質調整、通信システムの帯域分離に使われます。この計算機は一次の受動RC・RL回路をモデル化し、遮断周波数と選択した入力周波数での理想的な正弦波応答を示します。部品の選択や周波数特性の比較に役立ちます。 RCハイパスは一般に信号経路へコンデンサを直列に置き、出力から基準ノードへ抵抗を接続します。遮断周波数は、一を円周率の二倍、抵抗、容量の積で割った値です。RLハイパスは抵抗とインダクタの直列回路でインダクタ両端を出力とし、遮断周波数は抵抗を円周率の二倍とインダクタンスの積で割った値になります。計算機はマイクロファラドとミリヘンリーを基本SI単位へ変換してから計算します。 周波数応答は入力周波数と遮断周波数の比に依存します。理想電圧利得は、その比を「一に比の二乗を加えた値」の平方根で割ったものです。遮断周波数では利得は約 0.707、デシベル応答はマイナス 3.01 デシベルです。遮断周波数より十分低いと利得はゼロに近づき、低周波成分が強く減衰します。十分高いと利得は一に近づき、出力は入力によく追従します。デシベル利得は電圧利得の常用対数の二十倍です。 この理想ハイパスの伝達規約では、出力の位相が入力より進みます。位相は遮断周波数より十分低いと九十度に近づき、遮断周波数では四十五度、高周波ではゼロに近づきます。実際の極性や測定位相は、出力の観測位置や回路の接続方法にも左右されます。信号源と負荷のインピーダンスは実効的な部品値を変えるため、無視できない場合は考慮が必要です。 実際のコンデンサには許容差、漏れ、等価直列抵抗、寄生インダクタンスがあります。実際のインダクタには巻線抵抗、コア損失、寄生容量、自己共振周波数があります。これらにより周波数の両極端では単純モデルの精度が下がります。結果は初期選定に使い、完全な回路解析では信号源・負荷インピーダンス、部品の許容差、動作限界を含めてください。特に高周波、精密計測、安全性が重要な用途では、シミュレーションと実測で重要な設計を確認してください。