ハイパスフィルターとローパスフィルターの違い

ハイパスフィルターとローパスフィルターの大きな違いは、通過する周波数の幅です。 ハイパスフィルタといえば、高い周波数を通過させ、低い周波数を遮断する回路です。 逆に、ローパスフィルタは、低周波を通過させ、高周波信号を遮断する電子回路です。

どの範囲の周波数が高く、どの範囲が低いのか、と思われるかもしれません。 フィルターにはカットオフ周波数という用語が定義されていますが、これは閾値を想定しています。 ハイパスフィルタは、このカットオフ周波数以上の周波数の信号には低いリアクタンスを与え、カットオフ周波数以下の周波数には高いリアクタンスを与えます。

ローパスフィルタはカットオフ周波数より低い周波数の信号には低いリアクタンスを与えて低周波数は通過できるようにし、高周波信号には高いリアクタンスを与えて遮断します。 ハイパスフィルタ（HPF）やローパスフィルタ（LPF）などのフィルタを設計する場合、抵抗、コンデンサ、アンプなどの電子部品が必要です。

ここで注意すべき点は、抵抗、コンデンサなどの受動部品を利用している場合、結果のフィルタは受動フィルタと呼ばれることになります。 一方、フィルタ回路でアンプを使用してフィルタリングされた信号の利得を増加させることを計画している場合、アクティブフィルタと呼ばれるフィルタを設計しています。

これまで、アクティブまたはパッシブにするコンポーネントと共に、ハイパスとローパス フィルタの重要な違いについて説明しました。 ここでは、その他の重要な違いについて、比較表を使って説明します。 ハイパス/ローパスフィルタ

1. Comparison Chart
2. Definition
3. Key Differences
4. Conclusion

Comparison Chart

パラメータ	ハイパスフィルタ	ローパスフィルタ
定義	カットオフ周波数以上の周波数を通過させる回路を指します。	カットオフ周波数より低い周波数を通過させる回路です。
回路構成	コンデンサに続き、抵抗で構成されています。
意義	ノイズなどの低周波信号による歪みを除去する場合に意義がある。	エイリアシング効果を除去する場合に意義がある。
動作周波数	カットオフ周波数より高くなる。	カットオフ周波数より低い周波数
用途	オーディオアンプ、ローノイズアンプなど	通信回路でアンチエイリアスフィルターとして使用する。

定義

High Pass Filter

High Pass Filterは、低周波信号を減衰させて、高周波信号のみを通過させるフィルタです。

ハイパスフィルタの設計プロセス、高周波の信号を通過させ、低周波の信号をブロックするのはなぜか、とお考えではないでしょうか。 これはコンデンサと抵抗の特性を利用したものです。

入力信号をコンデンサに印加し、抵抗にかかる電圧を出力電圧として得ます。 抵抗の抵抗値とコンデンサの抵抗値を合わせたものをリアクタンスといいます。

上の回路では、抵抗にコンデンサが接続されていることがわかります。

上の式から明らかなように、リアクタンスはカットオフ周波数に反比例していることがわかります。 入力信号の周波数が高ければ、リアクタンスは低い値をとります。

ハイパスフィルタが、なぜ高い周波数を通過させ、低い周波数を遮断するのか、ご理解いただけたでしょうか。

Low Pass Filter

ローパスフィルタでは、コンデンサと抵抗の位置を変えて、目的の出力を得ることができるようにします。

ローパス回路に高周波信号が入力されると、抵抗は一定の障害を与えるが、コンデンサの位置は出力信号に影響を与える。

回路図から明らかなように、高周波信号がローパスフィルター回路に入ると、コンデンサは高周波信号を通過させ、接地へ流します。 しかし、低周波信号がローパスフィルタ回路に入ると、抵抗が高周波信号の場合と同じ障害を提供し、コンデンサは無限抵抗を提供するので、この条件では、信号がコンデンサのパスを通過することはできませんので、それは出力を発生させます。

まとめ

以上、ハイパスフィルタとローパスフィルタは受動部品を使っているので受動フィルタと言えます。 フィルタ回路に増幅器を用いて信号のゲインを上げれば、アクティブフィルタになります。