ここまでLCフィルタ設計として、信号源抵抗と負荷抵抗が存在するケースを説明してきた。
別のケースとして負荷抵抗のみが存在するケース(信号源抵抗がゼロ)と信号源抵抗のみ存在するケース(負荷抵抗が無限大)を考えてみたい。
低周波でありそうなケースといえるだろう。といっても低周波ならアクティブ・フィルタを用いたほうがよいともいえるだろう。
なお、「信号源抵抗がゼロで負荷抵抗が無限大というケースもありうるだろう」と思られるが、これではQを下げる純抵抗成分が存在しないため、系が安定にならない、収束しない、つまりフィルタとして成立しない。
まずここでは、信号源抵抗がゼロで、負荷抵抗のみが存在するケースを考えてみよう。
ここでは例として5次バタワース特性の電圧伝達関数を用いる。
5次バタワース府特性の伝達関数は
となる。以降で分かりやすいように、奇数次(奇関数)部分を赤、偶数次(遇関数)部分を青で示した。
これを偶関数部分
と奇関数部分
にわけ、これを分子/分母にすると、なんと簡単に出力(入力ではなく、出力から、なので注意)から見えるリアクタンス
が得られる。これを連分数展開する。
この赤の0.309sが、最初のインダクタ(リアクタンス)となる。有理関数部分をひっくり返して、
この赤の0.894sが、シャントされるコンデンサ(サセプタンス)となる。
有理関数部分をひっくり返して、
この赤の0.1.38sが、中央のインダクタ(リアクタンス)となる。またまた有理関数部分をひっくり返して、
とすると、1.69sが2個目のシャントされるコンデンサ(サセプタンス)となる。
そして、1.55sが最後のインダクタ(リアクタンス)となる。
なお、負荷側が∞Ω(開放)のケースも含め、これらの考え方については以下が詳しい
はしご型LCフィルタの設計
https://rohaki.main.jp/LC.pdf
が得られる。これを連分数展開する。
分子のほうが次数が低いので、逆数でサセプタンスにして、π型回路として構成する。
そうするとさきのT型のリアクタンス有理関数と同じ連分数展開になり、最初の項がコンデンサのサセプタンスになる(以降、抱くタンスとコンデンサが逆の関係で同じ)。
23. 負荷側が無限大のケースの計算方法とそれぞれのシミュレーションに進む
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