日記/2015-12-10

オシロとファンクションジェネレータでフィルタ特性を見る †

オシロスコープとファンクションジェネレータが揃ってしまったので，フィルタの振幅特性を見る実験をやってみました．

回路 †

単純な１次の CR ローパスフィルタで，素子の値は

C

0.1μF

R

10kΩ

です．

カットオフ周波数は

1 / 2πCR = 160 Hz

になります．

ファンクションジェネレータ †

ファンクションジェネレータの出力をフィルタに入力します．

ファンクションジェネレータの設定は

モード

スイープモード

スイープ開始周波数

0 Hz

スイープ終了周波数

500 Hz

スイープ周期

5 sec

とします．

ファンクションジェネレータ出力の周波数は，1秒あたり 100 Hz 変化することになります．

オシロスコープ †

フィルタの入力端子・出力端子にオシロスコープを接続して，波形を観察します．

オシロの画面の横軸はもちろん時間軸ですが，ファンクションジェネレータの出力は時間に比例して変化しているので，フィルタの

周波数 - 振幅

の特性が観察できることになります．

右の写真はその画面ですが，ふだん見慣れた振幅特性のグラフとはずいぶん違った感じですね．

考察というか，種明かし †

よく見るフィルタの振幅特性のグラフでは，たいてい

横軸

対数目盛りの周波数

縦軸

振幅．dB 表示

ですね． つまり，横軸も縦軸も対数目盛りになっていることになります．

一方，今回のオシロ画面で観察している特性は，横軸も縦軸も直線目盛りです．

ふだん見慣れている振幅特性グラフと違うのはこのためです．

理論値 †

「ホントにそうなのか」ということで，理論値のグラフを描いてみます．

周波数・振幅ともに対数軸としてプロットしてみると，確かによく見た形になりますが

直線軸でプロットすると，確かに今回のオシロの画面で見えたような形になってますね．