UARust産業用イーサネットPoEラズパイプログラミングできることカメラの使い方エンジニア勉強方法おすすめ工具・部品イギリスサイトマップハイパスフィルターとローパスフィルターの違いを波形で確認してみた本サイトはアフィリエイト広告を利用しています。LINE2020.10.11ハイパスフィルターとローパスフィルターの違いを比較してみました。実際に回路を作り、オシロスコープで波形を測定しています。フィルター前後で周波数特性がどのように変わるのか分かりやすく紹介します。スポンサーリンク目次ハイパスフィルターとローパスフィルターの違いを波形で確認してみたハイパスフィルターとはローパスフィルターとはハイパスフィルターとローパスフィルターの回路を作るフィルターの効果をテストできる環境構築ラズベリーパイでクロック(方形波)を出力するフィルターの前後にプローブを接続するハイパスフィルターとローパスフィルターの波形を比較するハイフィルターの波形ハイパスフィルターの周波数成分ローパスフィルターの波形ローパスフィルターの周波数成分まとめハイパスフィルターとローパスフィルターの違いを波形で確認してみたハイパスフィルターとローパスフィルターの両方の回路を作り、波形を確認しました。ハイパスフィルターの波形は高周波数帯域の信号だけを通します。方形波を入れた場合、立ち上がり・立ち下がりのみに反応する尖ったような波形です。黄色が元々の100Hzの方形波、青色がハイパスフィルター後の波形です。ローパスフィルターの波形は低周波帯域の信号のみを通します。方形波を入れた場合、立ち上がり・立ち下がり箇所は緩やかな波形となります。高周波数帯域は減衰(カット)される形となりました。フィルターの原理含めてシミュレーションと実際の波形を紹介していきます。下記動画でもハイパスフィルターとローパスフィルターの違いを説明しています。実際のオシロスコープでの測定の様子も分かりますので、ぜひ一緒にご覧ください。ハイパスフィルターとはハイパスフィルターとは下記のようなC(コンデンサ)とR(抵抗)で構成されます。CR回路・微分回路とも呼ばれます。ハイパスフィルターは名前の通り、高い(ハイ)周波帯域の信号のみ(パス)通します。低い(ロー)周波数帯域の信号はカットします。ローパスフィルターとはローパスフィルターの回路もR(抵抗)とC(コンデンサ)で構成されています。ハイパスとはRとCの位置が逆になっているだけです。RC回路・積分回路とも呼ばれます。ローパスフィルターが実際の波形にどのように影響するかを簡単に説明します。ローパスフィルターを周波数解析すると下記のような結果となります。低い(ロー)周波数は通しますが、高い(ハイ)周波数はカットします。ローパスフィルターの詳細・仕組みに関しては下記記事で紹介しています。フィルターの特性が抵抗・コンデンサの値でどう変わるのか含めて説明しています。(リンク先はこちら)ローパスフィルター回路の波形をオシロスコープで確認してみたローパスフィルター回路を自作して、実際に波形をオシロで測定してみました。測定結果とシミュレーションを比較して、理論通りの結果であることを確認しています。ローパスフィルターの原理を分かりやすく紹介します。misoji-engineer.com2020.10.11ハイパスフィルターとローパスフィルターの回路を作るハイパスフィルターとローパスフィルターは市販の電子工作の部品セットで簡単に作れます。今回は抵抗1kΩとコンデンサ1uFを使います。回路図どおりブレットボードに接続することで簡単に回路ができます。ハイパスフィルター(CR回路)の場合は下記のように繋げれば大丈夫です。ローパスフィルター(RC回路)は下記形です。回路図通りハイパスフィルターの抵抗とコンデンサの配置を逆にするだけです。実際にハイパスとローパスフィルターの効果をテストできる環境を整えていきます今回はラズベリーパイとオシロスコープと使って測定していきます。オシロスコープの使い方に関しては下記記事でまとめています。(リンク先はこちら)オシロ1台で趣味の電子工作の幅が一気に広がりますので、ぜひ一緒にご覧くださいオシロスコープの使い方!初めての人向けに多くの測定事例を紹介オシロスコープの使い方を一から紹介します。電源の入れ方からトリガーのかけ方までを写真・動画交えて分かりやすく説明します。初心者の方でも簡単にオシロを使った測定方法を学ぶことができます。misoji-engineer.com2024.08.14ラズベリーパイでクロック(方形波)を出力するラズベリーパイを使う理由はフィルターに通す信号を簡単に出力するためです。100Hz程度ならばPythonとラズパイで簡単に方形波が作れます。※正確に言うと微妙な誤差は発生しますが、テストレベルのため楽しています。ラズパイにはデフォルトでPythonがインストールされており、誰でも簡単に使用できます。初心者の方でも大丈夫です。下記記事で使い方を紹介しています。(リンク先はこちら)ラズベリーパイでプログラミング入門!Pythonの簡単な始め方プログラミングを始めたい方にラズベリーパイを使った簡単な入門方法を紹介します。プログラミング言語の中でも初心者にもやさしく、人気なPythonがラズパイならば簡単にスタートできます。ラズベリーパイでプログラミング入門!Pythonの簡単...misoji-engineer.com2021.07.10ラズパイのGPIOから一定周期(100Hz)でON/OFFする簡単なプログラムです。下記のようにPythonで10数行で簡単に作成可能です。下記の紹介するコードをそのまま貼り付ければ動作します。False)time.sleep(0.005)GPIO.cleanup()実際にGPIOをオシロスコープで確認すると大体100Hzの方形波が確認できますフィルターの前後にプローブを接続するハイパス・ローパスフィルターの前後での波形差を見れるようにします。オシロスコープからのプローブを接続すればテスト環境の完成です。ハイパスフィルターとローパスフィルターの波形を比較するハイパスフィルターとローパスフィルターを測定した結果を紹介していきます。冒頭でも紹介しましたが、動画で見ると測定の様子が分かりやすいです。ハイフィルターの波形ハイパスフィルターの測定結果です。「黄色...ハイパスフィルター前」「青色...ハイパスフィルター後」の波形です。ハイパスフィルター後は高周帯域の信号のみが通過して、波形が尖っている結果です。LTSPICEのシミュレーションでも同じ結果です。ハイパスフィルター後は、立ち上がり・立ち下がり箇所のみが尖る形となります。ハイパスフィルターの周波数成分ハイパスフィルター前後の波形をFFTして周波数成分を確認してみます。フィルター前だと低周波帯の箇所でピークがあることが分かります。ハイパスフィルター後の波形が下記になります。低周波帯にあったピークが下がっています。ハイパスフィルターにより減衰(カット)されていることが分かります。ローパスフィルターの波形ローパスフィルターの測定結果です。「黄色...ローパスフィルター前」「青色...ローパスフィルター後」の波形です。ローパスフィルター後は高周帯域がカット(減衰)され、波形がなまっている結果です。LTSPICEでのシミュレーションでも同じ結果がでています。ローパスフィルター後は立ち上がり・立ち下がりがなまった波形となります。ローパスフィルターの周波数成分ローパスフィルター前をFFT(周波数解析)した結果が下記となります。高周波帯の箇所でピークがあることが分かります。ローパスフィルター後のFFTの結果が下記となります。高周波帯にあったピークがローパスフィルターにより下がっています。まとめ今回はハイパスフィルターとローパスフィルターの違いに関して紹介させていただきました。記事をまとめますと下記になります。ハイパスフィルターにより低周波数帯域の信号を減衰(カット)できますローパスフィルターにより高周波帯域の信号を減衰(カット)できます抵抗・コンデンサでハイパス・ローパスフィルターは簡単に作れます。フィルターの効果を最大限活かすには抵抗・コンデンサの値も重要となります。下記記事では抵抗の値を変えて、カットオフ周波数をずらした波形も確認しています。(リンク先はこちら)ローパスフィルター回路の波形をオシロスコープで確認してみたローパスフィルター回路を自作して、実際に波形をオシロで測定してみました。測定結果とシミュレーションを比較して、理論通りの結果であることを確認しています。ローパスフィルターの原理を分かりやすく紹介します。機械学習のPCを自作してみた!(パーツ予算15~20万円編)機械学習・ディープラーニング用のPCを自作してみました。パーツの予算総額は約15~20万円のミドルスペックです。機械学習で重要なGPUメモリを重視して、デスクトップPCを組んだ内容を紹介します。misoji-engineer.com2023.02.14オシロスコープの使い方!初めての人向けに多くの測定事例を紹介オシロスコープの使い方を一から紹介します。電源の入れ方からトリガーのかけ方までを写真・動画交えて分かりやすく説明します。初心者の方でも簡単にオシロを使った測定方法を学ぶことができます。misoji-engineer.com2024.08.14テスターの使い方!初心者向けに多くの測定事例を紹介テスターの使い方をまとめました。方にも実際の使用方法が分かりやすいように、多くの事例を紹介しています。テスターの電圧・電流・抵抗の各測定方法から応用例まで詳細に説明します。LINEミソジをフォローするミソジ関連記事オシロスコープオシロスコープのサンプルレートからレコード長を計算してみたオシロスコープを使用する際にサンプルレートで注意する点をピックアップしました。測定条件でサンプルレートは自動的に変更される場合があります。実際にオシロで測定した波形を使って分かりやすく紹介しますオシロスコープオシロスコープの使い方!初めての人向けに多くの測定事例を紹介オシロスコープの使い方を一から紹介します。電源の入れ方からトリガーのかけ方までを写真・動画交えて分かりやすく説明します。初心者の方でも簡単にオシロを使った測定方法を学ぶことができます。オシロスコープローパスフィルター回路の波形をオシロスコープで確認してみたローパスフィルター回路を自作して、実際に波形をオシロで測定してみました。測定結果とシミュレーションを比較して、理論通りの結果であることを確認しています。ローパスフィルターの原理を分かりやすく紹介します。オシロスコープツェナーダイオードの使い方!サージ対策をしてみたサージ対策でのツェナーダイオードで使い方を確認しました。24Vリレーからのサージ電圧をツェナーで保護できるかテストしています。オシロスコープでのサージ対策前後の波形含めて紹介します。オシロスコープオシロスコープはおすすめ!電子工作のために購入してみたオシロスコープを個人で購入してみました。オシロがあれば電子工作の測定、電子回路の勉強などに使えて非常に役立ちます。現役のエンジニアが自宅でオシロを使うメリット・デメリットを説明します。実際に通販で購入して、使い始めるまでの一連の流れも紹介します。コメントをキャンセルメールアドレスが公開されることはありません。※サイト次回のコメントで使用するためブラウザーに自分の名前、メールアドレス、サイトを保存する。AIに参加してきたPYNQからAXIバスのレジスタを触って、PWMを弄ってみたテスターで乾電池を測定してみる2017.09.242021.08.07乾電池の容量を比較!メーカ・サイズを変えて測定してみた2021.01.172021.12.05テスターでコンセントAC100Vを測定してみる2017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