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このページの課題に取り組むための前提


このページの課題9(x) については,
既に操作方法はマスターしているものとします。(このページで解説しません)
また,ファイル n01.inc.cir が設定されていることを前提として説明します。

ファイル ' n01inc.cir ' の中身については,ダウンロードして確認してください。
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第9問(1) アクティブフィルタ



ファイル ' n911i.cir ' の中身はダウンロードして確認してください。
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アクティブフィルタの理論によると,上記の回路Aは二次のローパスフィルタ (LPF) であり,
R1=R2=R3, R6=R7, C1=C2 のとき,
そのカットオフ角周波数と周波数はωC = 2 π fC = 1/(C1*R6), Q値は Q=(R4+R5)/(3*R5)  である。
なお,回路Bも回路Cも同じ構成である。

一方,0.5 dB の変動の条件の下で カットオフ周波数 ω0 の四次のチェビシェフ型の LPF を設計するならば,
二次の LPF を2段重ねればよい。
その際の常数は,
ひとつの LPF は,カットオフ周波数 ωC =  1.03127 ω0  ,Q値 2.94055 とし,
もうひとつの LPF は,カットオフ周波数 ωC =  0.59700 ω0  ,Q値 0.70511 とすればよい。

---課題
・n911i.cir の電圧 V(10) と V(20) は,上記で説明した2つの二次 LPF それぞれの特性を示すものである。抵抗等の条件が合致したものかどうか確認しなさい。
・n911i.cir の電圧 V(30) は,四次のチェビシェフ型LPFの特性を示すものである。 上記で提示した条件と,シミュレーションの結果が対応しているものか確認しなさい。
・回路中の R1, R5, R6, C1 それぞれが 5% 変化したときの出力特性の変化を確認しなさい。

---便利機能
・ngspice にて,キーボードから 「write clist.txt  v(30)  v(20)」 と打ち込むと,
v(30) と v(20) の電圧を clist.txt というファイルに出力します。
そのファイルの内容を確認すれば,グラフの各部の電圧の正確な値を知ることができます。
なお,横軸が周波数の場合は電圧は複素数ですから,
出力された情報は1つの電圧につき実数部と虚数部の2つ数字で表されています。