フィルターの役割｜電子回路のフィルターの種類

エアコンフィルター

フィルターという言葉は、必要なものを取り出して、不要なものは取り除く役割をもつものです。電子回路のフィルターは、受動素子や能動素子で回路を構成して、信号の周波数成分で、通過させる周波数と遮断させる不要な周波数領域を分離しています。

フィルターの役割

エアコンフィルター

フィルターとは必要な信号と、必要のないノイズ成分などを分離して、信号成分だけを取り出す機能です。

エアコンにあるフィルターは、空気を通過させる所にメッシュ状のフィルターを入れることで、空気中のゴミをせき止めて、きれいな空気だけを取り出す役割を持っています。

これと同様に、ラジオや音響機器などのフィルターは、雑音を除去して必要な音だけを取り出します。テレビ映像の場合は、クリアな品質のよい映像信号だけを通過させるフィルター回路があります。

電子回路で一般的なフィルターは、周波数成分に着目して振り分ける回路です。音や映像データは、周波数で表されるため、必要な周波数成分とそれ以外のものを区分けすることで、雑音のない音声や、クリアな映像を楽しむことができます。

このように、電子回路のフィルターは重要な役目を担っています。

電子回路のフィルターには、次のような4つのタイプがあって、所望の周波数だけを通過させるために働きます。

電子回路フィルターを構成する素子には、コンデンサ、抵抗、トランジスタ、コイル、トランス、オペアンプなどのパーツがあります。

ローパスフィルターは、直流から必要とする周波数成分までを通過させる役割を持っています。通過する信号の周波数帯域を「通過帯域」と呼びます。

通過帯域以外の周波数は、ローパスフィルターで減衰させることで除去します。除去された周波数帯域は、「阻止帯域」と呼びます。

通過帯域と阻止帯域の境となる周波数は、カットオフ周波数と呼んでいます。

ハイパスフィルターは、ローパスフィルターとは逆の機能です。必要とする周波数以上の高い周波数だけを通過させて、低い周波数成分の信号は減衰させて遮断しています。

バンドパスフィルターは、必要とする周波数から指定した周波数の範囲だけを通過させる回路です。必要とする周波数よりも小さい周波数成分と、大きな周波数成分は、減衰させて除去してしまいます。

バンドエリミネーションフィルターは、必要とする周波数から所定の周波数の範囲のものを阻止して、必要な周波数よりも小さな周波数成分と、所定の周波数よりも大きな周波数成分を通過させる機能を持っています。

つまり、バンドエリミネーションフィルターーは、バンドパスフィルターと逆の働きをするフィルター回路です。

フィルターの役割は、必要なものと、必要ないものを分離して、必要なものだけを取り出す機能を持っています。

エアコンのフィルターを考えると分かりやすいでしょう。エアコンのフィルターは、空気を通過させる所にメッシュ状のフィルターを入れて、ゴミをせき止めて、きれいな空気だけを取り出します。

同様に、ラジオや音響機器などのフィルターは、雑音を除去して必要な音だけを取り出す役目をしています。テレビ映像の場合は、クリアな品質のよい映像信号だけを通過させるフィルター回路があります。このようなフィルターは、電子回路で構成されています。

電子回路のフィルターは、取り出す周波数によって、「ローパスフィルター」、「ハイパスフィルター」、「バンドパスフィルター」、「バンドエリミネーションフィルター」の4つのタイプがあります。