【図解】音質変化!ハイパス・ローパスフィルターとは

【図解】音質変化!ハイパス・ローパスフィルターとは

こんちは!とまち(@tomachikeita)です。

オペアンプの記事でハイパスフィルター(HPF)やローパスフィルター(LPF)が出てきましたね。

この記事ではもう少し掘り下げてみようと思います!

あちこちで出てくるフィルター回路

回路図を眺めていると、いたるところで抵抗とコンデンサを使用したフィルター回路の形がでてきます。

図のような抵抗とコンデンサのみを使用したフィルター回路を

パッシブフィルター

と呼びます。

コイルを使用したフィルター回路もあるのですが、一般的なエフェクターや小型の音響機器ではあまり使用されていませんので割愛させていただきます。

左側のR1C1で構成された回路がローパスフィルター

右側のR2C2で構成された回路がハイパスフィルター

になります。

ローパスフィルター(LPF)

ローパスフィルター、またの名をハイカットフィルターと呼び、

高音域の周波数レベルを落とすような働きがあります!

抵抗は信号ラインに直列に入り、コンデンサは並列でグランドに落ちている形をしています。

このC1R1の値で

どこからの周波数を減衰させるか

を決定します。

この周波数の事をカットオフ周波数(cf)と呼び、

元の入力音量から-3dB減衰するところカットオフ周波数(cf)

になります。

このカットオフ周波数(cf)は以下の式で求めることが出来ます。

$$カットオフ周波数=\frac{1}{2πRC}$$

例えばカットオフ周波数(cf)2kHzに設定した場合、上の図のような形で出力されます。

 

エフェクターだと「トーン」で良くこの回路が出てきますね!

このトーンの正体は

ローパスフィルターのカットオフ周波数の位置をボリュームで可変させているのですね!

これがわかれば、抵抗とコンデンサの組み合わせでどこからカットするのかを自由自在に設定出来るのです!

 

ハイパスフィルター(HPF)

こんどはハイパスフィルターです。

またの名をローカットフィルターと呼び、

低音域の周波数のレベルを落とす働きをしてくれます!

ローパスフィルタとは逆に

コンデンサは信号ラインに直列に入り、抵抗は並列でグランドに落ちている形をしています。

カットオフ周波数を求める式はハイパス・ローパスどちらも同じ式で求めることが出来ます。

カットオフ周波数(cf)

$$カットオフ周波数=\frac{1}{2πRC}$$

この式に当てはめ、cf60Hzに設定すると上の図のようになります。

 

また、オペアンプでバイアス電圧をかける場所においてもハイパスフィルターが効いてきますよ!

なので「ここで少しローを落としてオペアンプで増幅させてあげよう」

ということもできてしまいます!

 

参考になりましたでしょうか?