セミナ特製EXCELA-4 チェビシェフ型IIRフィルタ(HPF)の設計と検証

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 A-1ではバタワース型のIIRフィルタを設計しましたが、ここでは
チェビシェフ型を設計します。
 iir_lpf_hpf.xlsxを開きましょう。READMEシートはデフォルトでバタワースになているのでチェビシェフに変更します(下図)。


 するとチェビシェフ型のIIRフィルタ(4次)が設計されます。FRES_IIRシートにその周波数特性があります(下図)。


 バタワース型(下図)と比べるとチェビシェフ型(上図)は通過域からの遮断にメリハリが効いているのが分かります。


 スケールを拡大してみましょう。チェビシェフ型は通過域にリップル(約0.2dB)があります。


 それに対してバタワース型は通過域が平坦です。


 メリット・デメリットをまとめると以下のようになります。

メリット デメリット
チェビシェフ型 傾きが比較的急峻 通過域にリップル
バタワース型 通過域が平坦 傾きが比較的緩やか

●アナログ基準LPFが変わってくる

 basic_filterシート(アナログ基準LPF)を見るとチェビシェフ型(下図)はバタワース型(これ)と変わってきます(*1)。

(*1)アナログ基準LPFに関してはここ参照。

 4, 5行目でバタワース型、9〜12行目でチェビシェフ型を設計していますが、READMEシートで
チェビシェフ型を指定しているため、11, 12行目を16, 17行目に持ってきます(バタワース型はグレーアウトされている)。


 その後はバタワース型と同じように進めます。

@アナログ基準LPF
Aプリワーピング
B周波数変換
C双一次S-Z変換

 バタワース型との違いは、@のアナログ基準LPFだけになります。

●リップル率と遮断周波数の関係

 FRES_IIRシートで周波数特性を見ると下図のように4000Hzで-0.2 dB減衰しています。4000はREADMEシートで指定しています。basic_filterシートで"0.2"と指定しており、これがリップル率かつ遮断周波数での減衰率(-0.2)となります。



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