すべてのタイプのRFフィルターは、オーディオからRFまで、および周波数のスペクトル全体にわたるさまざまなアプリケーションで必要です。このようなRFフィルターはさまざまなシナリオで重要な要素を形成するため、必要な周波数を回路に通すことができ、不要な周波数は拒否します。

理想的なフィルタは、ローパス、ハイパス、またはバンドパスのいずれのフィルタであっても、通過帯域内、つまりカットオフ周波数未満の周波数内で損失を示しません。次に、ストップバンドと呼ばれるこの周波数を超えると、フィルターはすべての信号を拒否します。

実際には、完全なパスフィルターを実現することは不可能であり、パスバンド内では常にいくらかの損失があり、ストップバンドで無限の除去を実現することはできません。また、通過帯域と阻止帯域の間に遷移があり、応答曲線が低下します。周波数が通過帯域から阻止帯域に移動すると、除去レベルが上昇します。

RFフィルターの基本タイプ

定義できるフィルターには4つのタイプがあります。異なるタイプはそれぞれ異なる方法で信号を拒否または受け入れます。正しいタイプのRFフィルターを使用することにより、必要な信号を受け入れ、不要な信号を拒否することができます。 RFフィルタの4つの基本的なタイプは次のとおりです。

    ローパス·フィルタ
    ハイパスフィルタ
    バンドパスフィルター
    帯域阻止フィルタ

これらのタイプのRFフィルターの名前が示すように、ローパスフィルターは、カットオフ周波数と呼ばれるものより低い周波数のみを通過させます。これは、高周波数を除去するため、高除去フィルターと考えることもできます。同様に、ハイパスフィルターは、カットオフ周波数以上の信号のみを通過させ、カットオフ周波数以下の信号を拒否します。バンドパスフィルターは、特定の通過帯域内で周波数を通過させます。最後に、帯域拒否フィルターは特定の帯域内の信号を拒否します。特定の帯域幅内にある特定の不要な信号または信号のセットを拒否するのに特に役立ちます。

RFフィルター周波数

フィルタは、通過帯域と呼ばれるものを通過する信号を許可します。これは、フィルターのカットオフ周波数より下の周波数帯域です。

フィルターのカットオフ周波数は、一定の入力レベルを想定して、フィルターからの出力レベルが帯域内レベルの50％（-3 dB）に下がるポイントとして定義されます。カットオフ周波数は、ハーフパワーまたは-3 dB周波数と呼ばれることもあります。

フィルターの阻止帯域は、基本的にフィルターによって拒否される周波数帯域です。これは、フィルターが必要な拒否レベルに達した時点から開始されたと見なされます。

フィルター分類

フィルターは、さまざまな要件を満たすように設計できます。同じ基本的な回路構成を使用しますが、回路が異なる基準を満たすように設計されている場合、回路値は異なります。帯域リップルでは、究極のロールオフへの最速の遷移、最高の帯域外除去は、異なる回路値をもたらすいくつかの基準です。これらの異なるフィルターには名前が付けられており、それぞれ異なるパフォーマンス要素に合わせて最適化されています。 3つの一般的なタイプのフィルターを以下に示します。

バターワースフィルター：このタイプのフィルターは、チェビシェフフィルターよりも低い阻止帯域減衰を提供しますが、帯域の平坦性を最大にします。ただし、群遅延のパフォーマンスを向上させることもできるため、オーバーシュートを低減できます。
ベッセル：このフィルターは最適な帯域内位相応答を提供するため、最良のステップ応答も提供します。形状が何よりも維持されるため、信号に方形波などが組み込まれている場合によく使用されます。
チェビシェフ：このフィルターは、カットオフ周波数に達した後の高速ロールオフを提供します。ただし、これには帯域内リップルが犠牲になります。許容できる帯域リップルが大きいほど、ロールオフが速くなります。
楕円：このフィルターは、Cauerフィルターとも呼ばれ、帯域内および帯域外のリップルのレベルが大きく、予想されるように、許容できるリップルの度合いが高いほど、急峻になり、最終的なロールオフに達します。

これらは、RFフィルターの主なタイプの一部です。他のタイプも利用できますが、より専門的または特定のアプリケーションで訴えられる傾向があります。

RFフィルターは、RF設計で広く使用されており、一般的にあらゆる種類のRFおよびアナログ回路で使用されています。特定の周波数または周波数帯域のみを許可するため、RF設計エンジニアにとって不可欠なツールです。

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