バンドパスフィルターとは

信号を受け入れるが、それらの信号内の特定の周波数のみを通過させ、他のすべてをブロックするデバイスは、バンドパスフィルターと呼ばれます。 これらのフィルターの一部は電子式であり、オーディオ機器、無線機器、またはその他の種類の回路で使用できます。 他のものは光学的であり、光の特定の波長または周波数のみを通過させます。

バンドパスフィルターは、2つのフィルターを組み合わせて構成されます。特定のしきい値を超える周波数を通過させるハイパスフィルターと、特定のしきい値を下回る周波数を通過させるローパスフィルターです。 20〜20,000ヘルツの周波数のみを許可するオーディオフィルターは、人間の聴覚の典型的な範囲を表すため、バンドパスフィルターの良い例です。 このフィルターは、20,000ヘルツのローパスフィルターと20ヘルツのハイパスフィルターを組み合わせてこれを実現します。

電子バンドパスフィルターは、集積回路（IC）チップに配置するか、抵抗とコンデンサーまたはインダクターで構成できますが、一般的にはコンデンサーが推奨されます。 抵抗器の抵抗値とコンデンサの静電容量定格を変更することにより、フィルターの有効面積を変更できます。 多くのフィルターは可変抵抗を使用して、ユーザーが有効面積を簡単に変更できるようにし、微調整のために再構築する必要をなくしています。

フィルター設計の重要な課題の1つは、ほとんどのバンドパスフィルターが段階的な効果を持つことです。 上記の例では、フィルターは20ヘルツ未満および20,000ヘルツを超えるすべての周波数を除去するのではなく、そのサイズを徐々に小さくします。 フィルターの段階的な効果は、追加の部品を使用して、より複雑な構造によって変更できます。

バンドパスフィルターは、光学の世界でも使用されますが、特定の周波数の信号のみを通過させるのではなく、特定の波長の光のみを通過させます。 例は、アナグリフ赤青3Dメガネのペアです。 赤いレンズは、光の赤い帯域を通過させるバンドパスフィルターであり、青いレンズは、光の青い帯域のみを通過させます。 天文学者は、たとえば、バンドパスフィルターを使用して、宇宙をよりよく理解するために、遠くの星や銀河から放射される紫外線または赤外線のみを調べます。