　　　　　　　　　　　　　　　　　「LtAct」ver.3.32

アクティブフルタの設計とLTSpice用の回路図作成


　　　　この度は「LtAct」をダウンロードして頂き、有難う御座います。


一式の内容
１．LtAct.exe                         実行プログラム
２．LtAct説明書.txt                   この文書
３．LtAct 操作説明書.pdf              操作説明書
４．Sysフォルダ                       基本回路図ファイル
５．アクティブフィルタの設計.pdf　　  LtAct.exeの原型であるMcAct2W.exeの開発資料
６．OPのテストデータ.zip		　    設計したフィルタのテストデータの圧縮データ
７．LtAct 設計例-ver145.pdf           LtAct ver.1.45による設計例と説明
８．LtAct 設計例-ver210.pdf           LtAct ver.2.10による設計例と説明
９．LtAct-ver314.exe                  LtAct.exe ver.3.14
１０．「基本回路ごとの調整方法」フォルダ　基本回路ごとの調整方法の実験データ

取り扱い種別　フリーソフト
動作可能機種・動作可能OS　Wondows 10
作者のメールアドレス
　　　miura-_@lapis.plala.or.jp
注意：　miura の次の２文字は、半角マイナス「−」と半角アンダースコア「＿」です。

Vectorの作者のページ
https://www.vector.co.jp/vpack/browse/person/an008575.html



プログラムの起動
 Windows OSは日本語対応版を使用してください。
ダウンロードしたZIPファイルを解凍して、使用するドライブ（例えば e:）のルートフォルダに解凍します。
ドライブe: にフォルダ「LtAct」が作成されます。
「LtAct」フォルダに含まれている「OPのテストデータ.zip」を解凍して下さい。
次に、実行ファイル LtAct.exe をダブルクリックします。
「WindowsによってPCが保護されました」と表示されるので、「詳細情報」をクリックして「実行」をクリックします。


ツールバーの「ヘルプ(H)」をクリックして、
「LtAct 操作説明書」をクリックすると、「LtAct 操作説明書.pdf」が開きます。



概要
LtActはアナログフィルタの設計において、所望の特性パラメータを入力するだけの簡単な操作により、
自動的に回路を設計して、リニアテクノロジー（現在はアナログ・デヴァイセズ）が開発した、
フリーで利用できる電子回路シミュレータ「LTSpice」で利用可能な回路図ファイルを自動作成します。


このプログラムでは以下のフィルタが設計出来ます。
１。フィルタの種類
  ａ．ローパス・フィルタ
  ｂ．ハイパス・フィルタ
  ｃ．バンドパス・フィルタ
  ｄ．バンドエリミネーション・フィルタ

２。フィルタの特性
  ａ．バターワース・フィルタ
  ｂ．チェビシェフ・フィルタ
  ｃ．逆チェビシェフ・フィルタ
  ｄ．楕円関数・フィルタ

また、おまけの機能として、
１。周波数・利得特性のグラフ表示機能
２。フィルタの伝達関数の極とゼロの配置グラフ表示機能
３。アナログフィルタをディジタルフィルタに変換する機能
４。フィルタの伝達関数の係数の表示及びファイル出力機能
があります。

＊＊ 回路の素子値はＥ６シリーズからＥ９６シリーズまでの標準的なシリーズ値へ
のフィッティングが自動計算されます。


ver.3.32(2026/02/10)では
 「アクティブフィルタの設計.pdf」の
「第２章 ローパスフィルタの合成」→「２−３ 各回路形式のフィルタ特性ごとの適用と回路定数の決定」
及び「第４章 ハイパスフィルタの合成」→「４−２−２ ２次の回路のハイパスフィルタへの適用」の本文で素子値の倍率を表わす変数mとkの関係を表わす数式のグラフを変更しました。


ver.3.31(2025/06/18)では
LtAct操作説明書.pdfに「基本回路ごとの調整方法　まとめ」の章を追加しました。
「OPのテストデータ.zip」を解凍してください。


ver.3.30(2025/05/05)では
基本回路図のR素子とC素子の値の種類を減らすために、LP1はR1=R2=R3、LP2はR1=R2、HP1はC1=C2=C3、HP2はC1=C2、ET1はR41=R42=R43=R44=R45=10 k となるように回路図を合成するように変更しました。
旧バージョンのLtActver.3.14を使いたい場合は、「LtAct-ver314」を同梱しましたので利用して下さい。


ver.3.16(2024/09/15)では
「LtAct 操作説明書.pdf」の「LtActの機能」→「フィルタの遮断特性とフィルタ特性による回路の構成」の説明文において、奇数次数のローパスフィルタ、ハイパスフィルタ及びバンドパスフィルタの回路構成の説明で「lp1」、「hp1」および「BP2」の個数が正確に示されていませんでした。
ver.3.16では、個数が1個であることを明確に表示しました。
「OPのテストデータ」フォルダは圧縮して「OPのテストデータ.zip」にしましたので、解凍してから利用して下さい。


ver.3.15(2024/07/14)では
LtActでフィルターを設計後、回路図を作成する時に素子値をEシリーズに近似する時の注意「Eシリーズに近似する実験」などを追加しました。


 ver.3.14(2023/06/07)では
 バターワースまたはチェビシェフのハイパスフィルタ（基本回路がHP1またはHP2）の回路図を作成する時、プログラムが異常終了する現象が発生していました。
ver.3.14ではこの不具合を修正しました。


 ver.3.13(2023/05/03)では
 チェビシェフバンドパスフィルタを「次数を入力しない」で設計すると、
 必要な次数より低次数のフィルタが設計されていたので、プログラムを訂正しました。

「LtActの操作」に「フィルタの設計から回路図の作成までの手順」を追加しました。
「LtActの操作」の「3 パラメータ入力」を出来るだけ詳しく説明文を追加しました。


 ver.3.12(2023/03/15)では
緊急対策
現在公開中のLtAct.exe でハイパスフィルタの回路図を作成すると、基本回路がHP1またはHP2の時にプログラムが異常終了する現象が発生しました。

不具合がすべてのユーザのパソコンで発生するのか、それとも私のパソコンだけで発生しているのかは不明です。

先日、Windows 11 をアップデートした後に、不具合が発生したと思います。
現在使用中のLtAct.exeは2022年4月17日に作成したもので、Windows 11 をアップデートするまでは正常に動作していました。

不具合の解決方法が思いつかないので、LtAct.exeの古いバージョンでHP1とHP2の回路図を作成できるものを探しました。

2020年12月8日のバージョンは回路図が作成できたので、「LtAct-ver210-OK.exe」を同梱しました。HP1とHP2の回路図を作成する時に起動して下さい。
HP1とHP2の回路図の作成以外は、現在使用中のLtAct.exeを使用して下さい。


 ver.3.10(2023/03/01)では
 LtActのプログラムは何も変更していません。
 10次までだった基本回路図を2次から40次までに増加しました。BP1..BP4とBE1..BE2は20次まで増加しました。
 10次以上は偶数次数になります。
 
「LtAct 操作説明書.pdf」の「LtActの操作」→「６ 表示・出力」の最後に、
「ver.3.10 基本回路図を追加」を加えました。
 実験データを「ver3.10サンプルデータ」フォルダに格納しました。

 高次数のフィルタでは、初段のQが非常に大きな値になるので、素子の値を設定する時に、 LtActが表示する推奨値を全て「OK」をクリックすると、希望する周波数特性が得られない事があります。「ver.3.00以降の実験 1から4」を参考にして、根気よく素子値を調整してください。

 20次の楕円関数ローパスフィルタを調整した例では、LtActが設定した素子値を2箇所だけ調整しました。
 初段のRb_1(2個) を140.9074 から 140 に 、R1_1 を70.453 から 63.7 に調整しました。

 周波数が高いフィルタではオペアンプのGB積などの影響で、調整が複雑になったり、最悪の場合、調整しきれない事もあります。


 ver.3.08(2023/02/01)では
 LtActのプログラムは何も変更していません。
 「アクティブフィルタの設計.pdf」の「第１章ローパスフィルタの設計」と「ローパスフィルターの次数決定方法.pdf」に追加で、バターワースローパスフィルタの利得関数が次数ごとに定義された数式になるかを「確認」しました。


 ver.3.07(2022/11/22)では
 LtActのプログラムは何も変更していません。
 「アクティブフィルタの設計.pdf」の「第１章ローパスフィルタの設計」と「ローパスフィルターの次数決定方法.pdf」の「次数の決定方法」において、バターワースローパスフィルタの数式（１）に誤記がありましたので訂正しました。


 ver.3.06(2022/11/01)では
 LtActのプログラムは何も変更していません。
 「アクティブフィルタの設計.pdf」の、「第１章ローパスフィルタの設計」に「次数の決定方法」を追加しました。
 約30年前にこの文書を書いた時は、数式を導出する過程をページに加えるのはページの無駄だと考えていました。
 しかし、先日、この数式を導出してみたところ意外に苦労したので、導出方法を追加することにしました。
 また、「ローパスフィルターの次数決定方法.pdf」を追加しました。


 ver.3.05(2022/05/03)では
 LtActのプログラムは何も変更していません。
 「OPのテストデータ」に「ver.3.00以降の実験 4」を追加しました。
  LtAct 操作説明書.pdfに「ver.3.00以降の実験 4」を追加しました。
 LtActが回路図を作成する時に使用する各種の基本回路について、周波数特性の調整方法などを説明しました。
 説明した基本回路は「LP1」、「LP2」、「LP3」、「LP4」、「HP1」、「HP2」、「HP3」、「HP4」、
 「BP1」、「BP2」、「BP3」、「BP4」、「BE1」、「BE2」です。
 フィルターの形式は「ローパスフィルタ」、「ハイパスフィルター」、「バンドパスフィルター」および「バンドエリミネーションフィルタ」、フィルターの遮断特性は「バターワース」、「チェビシェフ」、「逆チェビシェフ」および「楕円関数」です。

 LtAct 操作説明書.pdfの「6-5 ver.3.00 Fc付近のゲインリストを出力する」から「ver.3.00以降の実験 4」までを参照すると、LtActで作成した回路図の周波数特性を改善するためのヒントが得られると思います。


 ver.3.04(2022/04/05)では
 LtActのプログラムは何も変更していません。
 「OPのテストデータ」に「ver.3.00以降の実験 3」を追加しました。
 潮汐や地震・風力発電による長周期振動などを観測する際に、信号以外の高周波数成分を除去するフィルターとして利用できると考えます。

 「LtSpice」のバージョンによっては、「ADA4807-4」を使用するローパスフィルタのシミュレーションを実行すると、 通過域のゲインが0dBにならず、-80dBなどになる不具合がありました。そこで、LtAct ver.3.03では「OPのテストデータ」内の「asy-original」と「asy-修正後」を更新して、不具合を改善しました。
 最新の「LtSpice バージョン 17.0.34」をインストール後に、「LtSpice」をインストールしたフォルダの
「C:\Users\miura\Documents\LTspiceXVII\lib\sym\OpAmps」に「asy-修正後」のファイルをコピーして下さい。これによって、「ADA4807-4」を使用する回路のシミュレーション結果が正常に戻ると思います。
もしも、うまく動作しない場合には「asy-original」のファイルに戻してください。


 ver.3.03(2022/03/14)では
 LtActのプログラムは何も変更していません。
 OPアンプ「ADA4807-4」の「ADA4807-4.asy」を「ADA4665.asy」と「LT6238.asy」を参考にして、テキストエディタを使用して新しく作成しました。この時、元のファイルの「√Hz」を「rtHz」に変更しました。
「OPのテストデータ」の「asy-original」と「asy-修正後」を更新しました。
 最新の「バージョン 17.0.33」をインストール後に、「LtSpice」をインストールしたフォルダの
「C:\Users\miura\Documents\LTspiceXVII\lib\sym\OpAmps」に「asy-修正後」のファイルをコピーして下さい。これによって、「ADA4807-4」を使用する回路のシミュレーション結果が正常に戻ると思います。
もしも、うまく動作しない場合には「asy-original」のファイルに戻してください。


 ver.3.02(2022/03/09)では
 「Fc付近のゲインリスト」の「周波数」と「ゲイン」の間に「,」を挿入することで、Excelを利用してゲインリストからグラフを作成しやすく改善しました。
 「操作説明書」の「表示・出力」に「ver.3.00 以降の実験 1と2」を追加しました。
 周波数が1MHz以下の例計例で、回路図ファイルの素子値をわずかに調整するだけで、
 設計した周波数特性を忠実に実現出来た例を紹介しました。

 注意：LTspiceのバージョンによっては、「操作説明書」や「LtAct 設計例」で紹介した結果が得られない可能性があります。
先日「バージョン 17.0.32」をダウンロードして、作成した回路図ファイルをシミュレーションしたところ、
オペアンプに「ADA4807-4」を使用すると正しい結果が得られませんでした。
たまたまパソコンに旧バージョン「June 17 2020, 17:05:54 US Pacific」が残っていました。
これをインストールしたところ、正しい結果が得られるように復旧しました。
そこで、このバグ情報をANALOG DEVICESに連絡しようと思いました。
「LTspice」の「Help」の「Click here to e-mail comments and bug reports to LTspice...」をクリックすると、「アカウントの追加」のポップアップが表示されたので、詐欺のサイトだと感じて中断しました。

「ADA4807-4」を使用する回路のシミュレーション結果が不良の場合は、「LTspice」のバージョンを変更するか、なんとかしてANALOG DEVICESに連絡して問題を解決する必要がありそうです。

最新の「バージョン 17.0.33」をインストールして見ましたが、「バージョン 17.0.32」と同様に「ADA4807-4」を使用すると正しい結果が得られませんでした。


 ver.3.00(2021/09/09)では
 「操作説明書」の「表示・出力」に「Fc付近のゲインリストを出力する」を追加しました。
　「LtAct」で作成したフィルタの周波数特性を改善したい時には、
　複数の周波数でゲイン調整するほうが設計性能に近づけられるのでこの機能を追加しました。
　各ブロックのカットオフ周波数Fcの半分から2倍の範囲で19点のゲインリストを出力します。
　周波数特性のピークやディップの正確な周波数とゲインを確認するには、
　設計するフィルタの周波数が高い場合には、周波数の桁を下げて10KHz台のフィルタの回路図を
　作成して、「LTSpice」を利用して確認してください。
　10MHzのローパスフィルタの調整例を「LP1_6-but-10MHz.asc」から「LP4_6-ellip-10MHz.asc」
　まで8例示しました。


ver.2.90(2021/05/12)では
 「伝達関数の係数、カットオフ周波数、Q値、GB値」にカットオフ周波数におけるFcゲインを追加しました。
 作成した回路図の周波数特性が期待した特性を実現できない場合には、このデータを活用すると、
 周波数特性を改善する指針になります。
「LtAct 操作説明書.pdf」の「6-2 伝達関数の係数をファイル(test.txt)に出力する」に続けて、
「ver.2.90 で追加した機能と利用方法」を追加して、回路図の調整手順を説明しました。
 調整例として、「LP1_6-but-4MHz.asc」、「LP2_6-chev-4MHz.as」、「LP4_6-inv-4MHz.asc」、
 「LP3_6-ellip-4MHz.asc」および「LP3_6-ellip-4MHz.asc」を紹介しました。


ver.2.81(2021/04/21)では
 「LtAct 設計例-ver210」に次の設計例を追加しました。
 「LP3_8-100KHz.asc」,「LP3_10-100KHz.asc」,「LP4_8-100KHz.asc」,「LP4_10-100KHz.asc」,
 「LP3_8-1MHz.asc」,「LP3_10-1MHz.asc」,「LP4_8-1MHz.asc」,「LP4_10-1MHz.asc」,
 「LP3_6-10MHz.asc」,「LP4_6-10MHz.asc」,「LP3_6-10MHz-inv.asc」,「LP4_6-10MHz-inv.asc」
 
「LP3_6-10MHz.asc」と「LP4_6-10MHz.asc」の設計例では、「伝達関数の係数とQ値」を用いてフィルタの各ブロックのピーク周波数とピークの大きさを調整することで、10MHzのフィルタの特性を改善する方法を説明しました。
全ての実験データは「LtAct」を解凍したフォルダの「OPのテストデータ」→「LtAct Ver.2.10 設計例」→「LtAct ver260 追加実験」→「2021-04-02-LP4_10-100KHz 他」に収納しました。


ver.2.80(2021/03/31)では
  「伝達関数の係数、カットオフ周波数、Q値、GB値」に1次フィルタのカットオフ周波数を追加して、
  カットオフ周波数Fc とGB 積にHz の単位を追加表示しました。
 「LtAct 設計例-ver210」の「LtAct ver.2.60追加実験」に「LP1_9-100KHz.asc」、「LP2_9-100KHz.asc」、
 「HP1_9-10KHz.asc」と「HP2_9-10KHz.asc」を追加しました。


ver.2.70(2021/03/19)では
  「ファイル」→「データファイルを開く」で、ファイルを開く時に「パス + ファイル名」の文字数が
　70バイトを超えると「LtAct.exe」が異常終了することが分かったので修正しました。
　「LtAct ver.2.60」で回路図を多数作成して、C1_?（またはCb_?）を増減して周波数特性の変化を
　確認する実験を行って「LtAct 設計例-ver210」に「LtAct ver.2.60追加実験」を追加しました。
　「LtAct.exe」で作成した回路図の周波数特性を改善する際のヒントになると思います。


ver.2.60(2021/02/10)では
  バターワースとチェビシェフのBE1フィルタで阻止域の上端と下端の倍率を大きく設定すると、
  作成されたフィルタが正常に動作しないことが分かったので、プログラムを修正しました。
  それから、回路図の設計例を追加しました。


ver.2.50(2021/01/22)では
  「伝達関数の係数、カットオフ周波数、Q値、GB値」にカットオフ周波数とQ値に加えて、
  オペアンプに必要となる「BG積」を表示しました。
  作成した回路図をLTSpiceで周波数特性を確認した時に期待していた性能が得られない場合、
  使用するオペアンプのGB積が足りないことが原因である可能性があります。
  LtActで「伝達関数の係数をファイルに出力する」によって、オペアンプに必要となるGB積の値を確認して、
  できるだけその値に近いオペアンプを使用して回路図を作成して下さい。


ver.2.40(2021/01/20)では
  「LtAct ver.1.45」の「LtAct 設計例」で紹介した各ブロックのコンデンサの推奨値の表を全て
　プログラム内に組み込み、周波数による配分計算を追加すると共に、フィルタの種類によって推奨値の
　適用アルゴリズムを微調整することで、LtActが表示する候補値の精度を改善しました。
　この結果、「回路図」を作成する時に、素子値の設定ダイアログでは全て「OK」をクリックすれば
　希望する特性が得られます。　特性を改善したい時は「journal.txt」を参照して、使用されているCb_? 
　（フィルタによりC1_?）の最大値または最小値をすべてのブロックに設定して、好結果が得られた
　値の上下をさらに確認すると好結果が得られると思います。
 「LtAct ver.2.20」で作成した設計例は「ヘルプ」→「LtAct 設計例 ver210」により確認できます。
  「LtAct ver.2.20」で作成した10MHz以上のローパスフィルタの調整例を追加しました。
  「journal.txt」に、基本回路名に加えてコンデンサの推奨値を参照したテーブル名を表示しました。
  「et1／et2」に対して参照テーブルを変更する「参照モード」を追加しました。


ver.1.45(2021/01/15)では
 「LtAct 設計例」に、周波数ごとに基本回路のコンデンサの推奨値を表にまとめました。
　LtActを利用してアクティブフィルタを設計する時は、基本回路の特定のコンデンサの値を適切に設定すれば、
　回路図を作成することが出来ます。
  しかし、適切なコンデンサの値は未知なので、希望するフィルタ特性を実現できない場合が多いと思います。
　今回作成した推奨値の表を利用すると、回路図の作成が短時間で完了できると思います。
  今回はこの表を利用して、設計例を全て新しく作成しました。
　さらに、1次フィルタ lp1と hp1 の推奨値を「LtAct」のプログラムに組み込みました。


ver.1.44(2020/10/14)では
 「表示・出力」の「伝達関数の係数表示」を廃止して、「回路図のオペアンプ交換」を新設しました。
 作成した回路図を選択して、使用されているオペアンプを別のオペアンプに交換します。
 交換するオペアンプの種類は、1度に 20 種類まで指定が出来ます。
 「OPExchange.txt」というテキストファイルに交換するオペアンプ名と交換後のオペアンプ名を記録して、
 回路図が保存されているフォルダに置いておきます。

 それから、「ヘルプ」を、「LtAct 操作説明書」、「LtAct 設計例」、
「アクティブフィルタの設計」または、「バージョン情報」の表示に変更しました。
「LtAct 設計例」では、各種フィルタの設計を行って、設計した特性が実現できた回路図を紹介しています。
 回路の素子値を選択する時の参考になれば幸いです。

 ver.1.32までは、回路図の素子値の選択においてE24シリーズを利用しても、Eシリーズとの誤差が少ない
 数種類の候補値しか表示されませんでした。このため、素子値を微調整できないという不都合がありました。
 ver.1.44では、入力した素子値が利用可能になりました。


ver.1.32(2020/09/11)では
 LtActのプログラムは何も変更していません。
 「LtAct 操作説明書.pdf」の間違いを訂正して、「見出し」を改善しました。


ver.1.3(2020/09/02)では
 「ファイル」→「データファイルを開く」では、
　　　選択したファイルを別ウィンドウに表示するように変更しました。
　これにより、伝達関数の係数や「journal.txt」だけでなく、
 「LtAct」で作成した回路図のファイルを選択すると、
　　　「LTSpice」が起動して回路図を確認できます。
　その他、様々な技術資料のPDFファイルなどを選択することも出来ます。


ver.1.2(2020/08/26)では
 フィルターの回路図で使用するオペアンプを「LT1115」から「ADA4807-4」など、
 他の品種に変更して回路図を作成できるようにしました。
 伝達関数の係数をファイルに出力する時に、回路ブロックごとにフィルタのQ値を追加しました。


ver.1.0(2020/08/18)

