하이패스 필터 계산기란?
하이패스 필터 계산기는 간단한 1차 RC 하이패스 필터의 차단 주파수(코너 주파수)를 구해 주는 도구입니다. 하이패스 필터는 차단 주파수보다 높은 신호는 통과시키고 그 아래의 신호는 감쇠시킵니다. 이런 회로는 오디오, 무선 통신, 신호 처리 설계 곳곳에 쓰이며, DC 오프셋을 차단하거나 저주파 잡음(럼블)을 제거하는 데 활용됩니다.
사용 방법
저항 R 값을 옴(Ω) 단위로, 커패시턴스 C 값을 패럿(F) 단위로 입력하세요. 계산기는 차단 주파수를 헤르츠(Hz) 단위로 알려 줍니다. 접두어가 붙은 단위는 먼저 변환해야 한다는 점을 잊지 마세요. \(1\,\text{k}\Omega = 1000\,\Omega\), \(1\,\mu\text{F} = 0.000001\,\text{F}\), \(1\,\text{nF} = 0.000000001\,\text{F}\)입니다.
공식 설명
차단 주파수는 다음 공식으로 구합니다.
$$f_{c} = \frac{1}{2\pi \cdot \text{Resistance (}\Omega\text{)} \cdot \text{Capacitance (F)}}$$
이 주파수에서 출력 전력은 통과 대역 레벨의 절반(−3 dB)이 됩니다. R이나 C를 키우면 차단 주파수가 낮아져 더 많은 저주파가 통과하고, 반대로 줄이면 차단 주파수가 높아집니다.
계산 예시
\(R = 1000\,\Omega\), \(C = 1\,\mu\text{F}\,(0.000001\,\text{F})\)라고 가정해 봅시다. 그러면 $$f_c = \frac{1}{2 \times 3.14159 \times 1000 \times 0.000001} = \frac{1}{0.0062832} \approx 159.15\,\text{Hz}$$가 됩니다. 즉, 약 159 Hz보다 충분히 높은 신호는 통과하고 그보다 낮은 주파수는 감쇠됩니다.
자주 묻는 질문
차단 주파수란 무엇인가요? 필터의 출력이 입력 진폭의 70.7%(−3 dB)로 떨어지는 지점의 주파수를 말합니다.
액티브 필터에도 적용되나요? 이 공식은 패시브 1차 RC 하이패스 단을 기준으로 합니다. 액티브 필터도 동일한 RC 코너 주파수를 사용하지만, 여기에 이득(gain)과 버퍼링 기능이 더해집니다.
원하는 차단 주파수를 얻으려면 어떻게 하나요? 표준 커패시터 값을 하나 고른 다음, \(R = \dfrac{1}{2\pi \times f_c \times C}\) 공식으로 필요한 저항값을 구하면 됩니다.
