アクティブフィルタとは何か分からず、
悩んでいませんか？
ローパス・ハイパス・バンドパスは理解できても、
「オペアンプを使うと何が変わるのか」
分かりにくいと感じる方も多いと思います。
この記事では、アクティブフィルタの仕組み・特徴・メリットを、
初心者向けに分かりやすく解説します。
アクティブフィルタとは
アクティブフィルタとは、オペアンプなどの能動素子を使用したフィルタ回路です。
「増幅できるフィルタ」です。
アクティブローパスフィルタは、
・反転増幅回路を用いる方法（位相が反転する）
・非反転増幅回路を用いる方法（位相が反転しない）
の2種類があります。
非反転型では、
・RCフィルタで周波数を制御し
・オペアンプで増幅する
という構成になります。
また、オペアンプはバッファの役割も持ち、
前段回路の影響を受けにくくします。
一方で、反転型ではフィルタと増幅が一体化しています。
一般的には、回路がシンプルな反転型がよく使われます。
本記事では、理解しやすい非反転型を例に説明します。
パッシブフィルタとの違い
パッシブフィルタは抵抗・コンデンサのみで構成されますが、
アクティブフィルタはオペアンプを使用します。
| 項目 | パッシブ | アクティブ |
| 構成 | R・C | R・C＋オペアンプ |
| 増幅 | できない | できる |
| インピーダンス | 影響あり | 影響小さい |
性能が大きく向上します。
なぜオペアンプを使うのか
オペアンプを使うことで、
・信号を増幅できる
・インピーダンスの影響を減らせる
・安定した特性が得られる
ようになります。
実際の電子回路では、
高性能なフィルタが必要なため、
アクティブフィルタが広く使われています。
基本回路（アクティブローパス）
非反転増幅回路にRCフィルタを組み合わせます。
「フィルタ＋増幅」の構成です。
動作原理
低周波
信号を通しつつ増幅されます。
高周波
RCによって減衰されます。
フィルタしながら増幅します。
カットオフ周波数
カットオフ周波数はRCで決まります。
メリット
・ゲインを持たせられる
・負荷の影響を受けにくい
・設計の自由度が高い
デメリット
・電源が必要
・回路が複雑になる
どんなときに使うか
・高精度なフィルタ設計
・音声回路
・センサ信号処理
実務ではこちらが主流です。
パッシブとの使い分け
簡単な回路 → パッシブ
高性能が必要 → アクティブ
よくある疑問
Q：なぜ高性能？
オペアンプの特性により安定した動作ができるためです。
Q：デメリットは？
電源が必要になる点です。
まとめ
・オペアンプを使ったフィルタ
・増幅とフィルタを同時に行う
・高性能な回路設計が可能
理解を深めたい方はこちら
・ローパスフィルタとは？：https://saigusalife.com/op-amp/low-pass-filter/
・ハイパスフィルタとは？：https://saigusalife.com/op-amp/high-pass-filter/
・バンドパスフィルタとは？：https://saigusalife.com/op-amp/band-pass-filter/
・非反転増幅回路とは？：https://saigusalife.com/op-amp/non-inverting-amplifier-op-amp/
・入力インピーダンスとは？：https://saigusalife.com/op-amp/input-impedance-op-amp/