什麼是 RC 濾波器截止頻率計算機?
RC 濾波器是最基本的被動式電子濾波器,只需一顆電阻(R)與一顆電容(C)即可組成。依輸出端取法的不同,它可以是低通濾波器(讓低頻訊號通過)或高通濾波器(讓高頻訊號通過)。本計算機可幫你求出截止頻率——也就是轉角頻率或 −3 dB 頻率——在這個點上,訊號功率會降到一半(輸出振幅約為輸入的 70.7%)。
使用方法
請輸入以歐姆(Ω)為單位的電阻值,以及以法拉(F)為單位的電容值。記得常見的單位換算:1 kΩ = 1000 Ω、1 µF = 0.000001 F、1 nF = 0.000000001 F、1 pF = 1e-12 F。計算機會回傳以赫茲(Hz)為單位的截止頻率,並一併給出時間常數 \(\tau\) 與角截止頻率 \(\omega\)。
公式說明
截止頻率的計算公式為:
$$f_c = \frac{1}{2\pi \text{R }(\Omega) \cdot \text{C (F)}}$$電阻或電容愈大,截止頻率愈低;數值愈小則截止頻率愈高。相關的時間常數為 \(\tau = R \cdot C\),而角截止頻率則為 \(\omega = 2\pi f_c = \frac{1}{RC}\)。
實際範例
假設 R = 1000 Ω、C = 1 µF(0.000001 F),則 $$f_c = \frac{1}{2 \times \pi \times 1000 \times 0.000001} = \frac{1}{0.006283\ldots} \approx 159.15 \text{ Hz}$$時間常數為 \(\tau = 1000 \times 0.000001 = 0.001\) 秒(1 ms)。
常見問題
這是用於低通還是高通濾波器?兩者皆可。一階 RC 低通與高通濾波器使用相同的截止頻率公式,差別只在電路的接法不同。
−3 dB 是什麼意思?在截止頻率處,輸出功率為輸入功率的一半,相當於下降 3 分貝,而電壓增益為 \(\frac{1}{\sqrt{2}} \approx 0.707\)。
應該使用哪些單位?請一律換算成 SI 基本單位:電阻 R 用歐姆、電容 C 用法拉。輸入前請先把 µF、nF、pF 轉換成法拉。