6-02 チェビシェフ型HPF(2次)を設計しよう
■アナログ基準LPF
前節では「バタワース型」を設計しましたが、本節では「チェビシェフ型」を設計します。
第一段階は「アナログ基準LPF」を設計します。チェビシェフ型の場合は図A-1(b)のような特性になります。バタワースとの違いは通過域にリップル(うねり)があることです(*1)。
(*1)通過域リップルがある代わりに比較的急峻な減衰特性を持つ。本節の最後でその辺り確認 |
●AcとNの値から伝達関数が決まる
表A-1(b)にチェビシェフ型アナログ基準LPFの伝達関数 H(p) を示します。このように H(p) は1次または2次伝達関数の積で表されます。なお通常ラプラス演算子は"s"で表されますが、ここでは便宜上"p"と表すことにします。 |
★参考文献
●EXCELで計算しよう
表A-1(b)に基づいて、チェビシェフ型アナログ基準LPFを設計します。次数N=2、通過域リップルAc=1.5とします。適当なEXCELファイルのA1セルに、
=SQRT(10^(1.5/10) - 1)
と書き込みます(図6-31)。これがεの値で、隣のB1セルにはepsと書き込んでおきましょう。 |
図6-31 A1セルはε
次はthetaの値を計算します。A2セルに次のように書き込みます。
=(1/2)*ASINH(1/A1)
隣のB2セルにはthetaと書いておきましょう(図6-32)。 |
図6-32 A2セルはtheta
その下、delata1 (deltai、i = 1)は図6-33のようにA3セルに、
=-SINH(A2)*SIN(1*PI()/(2*2))
と書き込み、隣にdelta1と書き込みます。 |
図6-33 A3セルはdelta1
最後に w1, a1, b1, H0 を計算します。図6-34のようにA4〜A7セルに、
=COSH(A2)*COS(1*PI()/(2*2))
=-2*A3
=A3^2+A4^2
=1/SQRT(1+A1^2)
と書き込み、隣のセルに w1, a1, b1, H0 と書きます。 |
図6-34 A4〜A7セルは w1, a1, b1, H0
以上からアナログ基準LPFの伝達関数 H(p) は式5‐11のようになります。 |
式5‐11 Ac=1.5、N=2の場合こうなる
●アナログフィルタの特性を計算するEXCELファイル
上式の周波数特性を見てみましょう。このサイトにあるEXCELを開き、f-responseシートに図6-35のように係数を入力します。また、READMEシートのB4セル(F特計算開始周波数、図6-36)を0.00398としておくとよいでしょう。 |
図6-35 D列に式5‐11の係数を入れる
図6-36 周波数特性の計算開始周波数を0.00398にする
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