Что такое калькулятор LC-фильтра?
LC-фильтр состоит из катушки индуктивности (L) и конденсатора (C) и пропускает или подавляет сигналы в зависимости от их частоты. Этот калькулятор вычисляет резонансную частоту (частоту среза) — точку, в которой реактивное сопротивление катушки равно реактивному сопротивлению конденсатора, и фильтр сильнее всего воздействует на сигнал. Формула универсальна и работает в любой электронике, вне зависимости от страны или применяемых стандартов.
Как пользоваться калькулятором
Введите индуктивность в микрогенри (мкГн) и ёмкость в микрофарадах (мкФ). Калькулятор переведёт обе величины в базовые единицы СИ (генри и фарады) и выдаст частоту в герцах, а также удобное значение в килогерцах. Используйте его при проектировании фильтров нижних и верхних частот, полосовых фильтров, колебательных LC-контуров и генераторов.
Разбор формулы
Резонансная частота определяется выражением:
$$f = \frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}$$
Здесь L — индуктивность в генри, C — ёмкость в фарадах. Поскольку произведение LC стоит под квадратным корнем, удвоение L или C понижает частоту примерно в 1,41 раза (\(\sqrt{2}\)). Увеличение номиналов компонентов снижает частоту среза, а их уменьшение — повышает.
Пример расчёта
Допустим, L = 100 мкГн (0,0001 Гн) и C = 10 мкФ (0,00001 Ф). Тогда \(LC = 1 \times 10^{-9}\), а \(\sqrt{LC} \approx 3{,}162 \times 10^{-5}\). Получаем $$f = \frac{1}{2\pi \times 3{,}162 \times 10^{-5}} \approx \frac{1}{1{,}987 \times 10^{-4}} \approx 5033 \text{ Гц},$$ то есть около 5,03 кГц.
Частые вопросы
Это частота среза или резонансная частота? Для колебательного LC-контура это резонансная частота, а для простого LC-фильтра второго порядка — частота среза по уровню −3 дБ. Обе рассчитываются по одной и той же формуле.
Какие единицы измерения использовать? Вводите значения в мкГн и мкФ. Калькулятор сам переведёт их в генри и фарады.
Влияет ли сопротивление компонентов? Идеальный LC-резонанс сопротивление не учитывает. У реальных схем есть добротность (Q), которая влияет на ширину полосы, но почти не сдвигает центральную частоту.
