フィルタについて・・・

質問

宜しくお願いします。
ＬＰＦとＨＰＦとの違い、つまり抵抗→コンデンサとコンデンサ→抵抗と入れ替えただけである周波数以上通しにくい回路と通りやすい回路に変わる理由がわかりません。教えてください。
ＬＰＦは分かるんですよ・・・
発信器が交流だとすると、コンデンサは直流モドキな動きを見せます。
それと、抵抗はコンデンサの充電、放電の時間を遅らせます。
発信器の周波数を上げると時間の遅れの関係上コンデンサ間の電圧が最大（振幅）になる前に充電、放電の繰り返すため低周波数しか高い振幅の出力にならないため高周波は認知されないと私は考えます。では、ただ入れ替えたＨＰＦは特性が逆になるのか想像が出来ません。説明が下手ですが私の疑問が理解できる方、宜しくお願いします。ギターのトーンコントロールを考えてて疑問が膨らんだわけです。

回答No.2

LCR707 · ベストアンサー

コンデンサは電荷を蓄積する素子なので、電流×時間に比例した電圧をその両端に生じます。

　ＨＰＦの場合、信号経路に直列にコンデンサが入りますが、信号の周波数が高い場合、同じ大きさの電流が流れても、その方向が切り替わる時間が短いので、コンデンサに生じる電圧も小さくなります。従って、入力電圧と出力電圧はほぼ等しくなります。
　一方、周波数が低くなると、電流が同じ方向に流れる時間が長くなるので、コンデンサに生じる電圧が大きくなり、それに従って、回路に並列に入っている抵抗に生じる電圧が小さくなっていきます。それによって、コンデンサに流れる電流自体も減るため、減少度はいくらか相殺されますが、傾向としては変わりません。従って、周波数の低下に伴って、出力信号の振幅も減少していきます。

　なお上記では、説明を簡単にするため、コンデンサの電圧　＋　抵抗の電圧　＝　入力電圧、としており、位相差のことを考えていないので、コンデンサの電圧と抵抗の電圧が等しくなるカットオフ周波数辺りでは厳密さを欠いています。
　少々細かくなりますが、位相差を考えないとカットオフ周波数での減衰量は－６ｄＢ（０．５）ですが、実際には位相差があるので、－３ｄＢ（０．７０７）になります。

回答No.4

LCR707

＃３さんの、
＞＞コンデンサやコイルの抵抗分に相当するものは、「インダクタンス」と呼びますが、似たような意味です。
と言うのは、間違い。

以前にも、ちらほらと間違いを見かけたので、ちょっとまとめてみます。

抵抗は、レジスタンス（Ｒ）、単位はΩ（オーム）
抵抗の逆数は、コンダクタンス（Ｇ）、単位はＳ（ジーメンス）
コイルはインダクタンス（Ｌ）、単位はＨ（ヘンリー）
コンデンサはキャパシタンス（Ｃ）、単位はＦ（ファラッド）
コイルやコンデンサによる、交流に対する抵抗は、リアクタンス（Ｘ）、単位はΩ（オーム）
リアクタンスの逆数は、サセプタンス（Ｂ）、単位はＳ（ジーメンス）
レジスタンス＋リアクタンスは、インピーダンス（Ｚ）、単位はΩ（オーム）
インピーダンスの逆数は、アドミッタンス（Ｙ）、単位はＳ（ジーメンス）

抵抗の逆数は、ohmを逆に書いて、mho（モー）と言うとも習ったのですが、牛の鳴き声みたいで可笑しかったですね。最近はあまり使わないのでしょうか。モーの記号は、Ωを逆さまにしたものなので、パソコンでは表示しにくいのが大きな理由かも知れません。

回答No.3

gura_

>その素子とは、この場合コンデンサですよね？
出力に高い電圧が発生するまたはし難いというのはＬＰＦならコンデンサ間の電圧、ＨＰＦなら抵抗間の電圧ですよね？

　はい、低い周波数ではそうなります。

>LPFでは、高周波数の信号においてコンデンサの抵抗が小さくなり出力方向とコンデンサ方向を通りアースへ電流が逃げるから？出力側の電圧は低い。HPFでは、低周波数の信号はコンデンサにほとんどの電圧がかかってしまうつまり、抵抗が大きくなるので出力にも抵抗側（アース方向）にも電流は少量しか流れない？ということですか？

　大体そういう理解でよいと思います。
コンデンサやコイルの抵抗分に相当するものは、「インダクタンス」と呼びますが、似たような意味です。

回答No.1

gura_

>・・・低周波数しか高い振幅の出力にならないため・・・

　高い電圧が発生するということは、その素子を電気が通り難いということです。逆に電圧が発生し難いということは、電気が通りやすいということです。

　したがって、コンデンサが接地側に接続されたLPFでは、高い周波数の信号は接地側に流れて出力側に伝わらなく、
　入出力間をコンデンサで接続したHPFでは、低い周波数の信号はコンデンサにほとんどの電圧がかかってしまって出力側には伝わらないことになります。

参考URL：

http://www.f-kmr.com/filter.htm

補足

回答ありがとうございます。
確認で書きました。

>高い電圧が発生するということは、その素子を電気が通り難いということです。逆に電圧が発生し難いということは、電気が通りやすいということです。

その素子とは、この場合コンデンサですよね？
出力に高い電圧が発生するまたはし難いというのはＬＰＦならコンデンサ間の電圧、ＨＰＦなら抵抗間の電圧ですよね？

LPFでは、高周波数の信号においてコンデンサの抵抗が小さくなり出力方向とコンデンサ方向を通りアースへ電流が逃げるから？出力側の電圧は低い。HPFでは、低周波数の信号はコンデンサにほとんどの電圧がかかってしまうつまり、抵抗が大きくなるので出力にも抵抗側（アース方向）にも電流は少量しか流れない？ということですか？