Máy tính tần số cắt mạch lọc RC là gì?
Mạch lọc RC là loại mạch lọc điện tử thụ động đơn giản nhất, chỉ gồm một điện trở (R) và một tụ điện (C). Tùy theo vị trí lấy tín hiệu đầu ra, nó hoạt động như mạch lọc thông thấp (cho qua tần số thấp) hoặc mạch lọc thông cao (cho qua tần số cao). Công cụ này giúp bạn xác định tần số cắt — còn gọi là tần số góc hay tần số −3 dB — chính là điểm mà công suất tín hiệu giảm còn một nửa (biên độ đầu ra giảm xuống khoảng 70,7% so với đầu vào).
Cách sử dụng
Bạn chỉ cần nhập giá trị điện trở theo ohm (Ω) và điện dung theo fara (F). Hãy lưu ý các tiền tố thường gặp: 1 kΩ = 1000 Ω, 1 µF = 0,000001 F, 1 nF = 0,000000001 F, 1 pF = 1e-12 F. Máy tính sẽ trả về tần số cắt tính bằng hertz, cùng với hằng số thời gian \(\tau\) và tần số cắt góc \(\omega\).
Giải thích công thức
Tần số cắt được tính theo công thức:
$$f_c = \frac{1}{2\pi \text{R }(\Omega) \cdot \text{C (F)}}$$Điện trở hoặc điện dung càng lớn thì tần số cắt càng thấp, ngược lại giá trị càng nhỏ thì tần số cắt càng cao. Hằng số thời gian liên quan là \(\tau = R \cdot C\), còn tần số cắt góc là \(\omega = 2\pi f_c = \frac{1}{RC}\).
Ví dụ minh họa
Giả sử R = 1000 Ω và C = 1 µF (0,000001 F). Khi đó $$f_c = \frac{1}{2 \times \pi \times 1000 \times 0{,}000001} = \frac{1}{0{,}006283\ldots} \approx 159{,}15 \text{ Hz}$$ Hằng số thời gian là \(\tau = 1000 \times 0{,}000001 = 0{,}001 \text{ s}\) (tức 1 ms).
Câu hỏi thường gặp
Công cụ này dùng cho mạch lọc thông thấp hay thông cao? Cả hai. Mạch lọc RC bậc nhất thông thấp và thông cao dùng chung một công thức tính tần số cắt; chỉ khác nhau ở cấu trúc mạch.
−3 dB nghĩa là gì? Tại tần số cắt, công suất đầu ra bằng một nửa công suất đầu vào, tương ứng mức giảm 3 decibel, và hệ số khuếch đại điện áp là \(\frac{1}{\sqrt{2}} \approx 0{,}707\).
Nên dùng đơn vị nào? Luôn quy đổi về đơn vị SI cơ bản: ohm cho R và fara cho C. Hãy đổi µF, nF, pF sang fara trước khi nhập.
