株式会社エヌエフ回路設計ブロック
計測なんでもHOTLINE 0120-545838
Google

技術情報

技術用語集

ステートバリアブル型フィルタ

ステートバリアブル型フィルタ

  • State Variable Filter
  • 状态变量滤波器
  • 상태변수형 필터

 

ステートバリアブル型とは、状態変数型とも呼ばれる回路方式である。
2つの積分器と1つの加算器で構成され、一般的にオペアンプで実現する。

2次ステートバリアブル型フィルタの場合、同じ値の抵抗2個と同じ値のコンデンサ2個で遮断周波数を決定する。2個の抵抗とコンデンサを同じ値にせずに、フィルタのパラメタ(回路のQ)を変更させることも可能である。

  ステートバリアブル回路例

図1 ステートバリアブル回路例

 

ステートバリアブル型には、以下の利点と欠点がある。

利点

  • 3種類のフィルタ特性(ハイパス・ローパス・バンドパス)が得られる
  • 部品定数の選び方により、遮断周波数を決める定数を同じにできる
  • 部品の素子感度が低い
  • 大きい選択度(Q)を実現できる(Q=100程度)
  • 遮断周波数と選択度と利得を個別に調整できる
  • オペアンプを1つ追加すれば、2次移相回路・1次バンドエリミネーション回路などを実現可能

欠点

  • 回路規模が大きい
  • 消費電流が増える

 

ステートバリアブル型と同じような回路方式として、バイカッド型がある。
バイカッド型は、オペアンプの寄生容量の影響が少なく、比較的高い周波数でも動作が安定している。しかし、大きい選択度を実現するためには、選択度に比例して高抵抗が必要となる。大きい選択度で低い遮断周波数のフィルタを得るには、ステートバリアブル型が適している。

 

 

一般的な回路方式として、他にサレンキー型(正帰還型)やマルチフィードバック型(多重帰還型)があります。
いずれもオペアンプひとつで回路を実現できるため、ステートバリアブル型より部品点数が少なく済みますが、大きい選択度を実現しづらい、素子感度が高い、遮断周波数と選択度の調整が困難などの欠点があります。さらにサレンキー型では、遮断周波数を決定する抵抗とコンデンサの定数を同じにすると、通過域の利得が変化し、素子感度が大きくなります。
それぞれの回路方式に一長一短があり、弊社では目的に合せて回路方式を選んでフィルタを製作しています。

 

関連技術用語

関連リンク