LPFの時定数について

2021/11/04 10:04

アナログ入力回路にCRローパスフィルタを設定するのですが、時定数の設計はどのように設定するのが良いのでしょうか？
カットオフ周波数は入力に想定される信号から遮断したい周波数で決めればよいのがわかるのですが、時定数はどのくらい早くなければならない等の定数の決め方がわかりません。

Katsuki_Matsui

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回答（1件中 1～1件目)

ohkawa3

2021/11/04 20:13

回答No.1

例えば、10kΩと0.001μFのCRで作るローパスフィルター回路のカットオフ周波数は15.9kHzで、時定数は10μsです。
これを、100kΩと100pFの組み合わせに変えた場合、カットオフ周波数は15.9kHzで、時定数は10μsであり、前の例と同等です。
カットオフ周波数と時定数は、同じ概念を周波数で表すか、時間で表すかだけの差であって、組み合わせを変えてもCR積が同等であれば、同等の特性です。
では、回路設計において、10kΩと0.001μFの組み合わせと、100kΩと100pFの組み合わせが同等かといえば、後者に比べ前者はインピーダンスが1/10であると捉える必要があります。
現実の回路設計では、CRローパスフィルタ回路の前段の回路の駆動能力や出力インピーダンス、さらに、後段の回路の入力インピーダンスなどを考慮して、CRの値を選択することを行います。

補足

カットオフ周波数が決まると時定数が決まり、
時定数が決まるとカットオフ周波数が決まるというのはわかります。
ただその値を考えるうえでカットオフ周波数は入力のノイズをカットできて入力の値に影響を与えないカットオフ周波数という設計理念で設定しますが、この理念だけで時定数が決まってよいものかというところがわからないのです。
例えばデジタル入力の前段に入れるLPFなどで時定数が高すぎると問題が起きる場合もあるのでは？と思いますがその辺の勘所がわかりません。

2021/11/08 17:17

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