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输入计算

数学公式

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结果

谐振频率 / 截止频率
5,032.92
Hz(赫兹)
频率(kHz) 5.0329 kHz

什么是LC滤波器计算器?

LC滤波器由一个电感(L)和一个电容(C)组合而成,能够根据频率选择性地让信号通过或被衰减。本计算器用于求出滤波器的谐振频率(截止频率)——也就是电感与电容的电抗相等、滤波器对信号影响最强烈的那个频率点。该公式适用于全世界的电子电路设计,不受任何国家或标准的限制。

包含串联电感 L 和并联电容 C 的 LC 滤波电路
由电感和电容构成的基本 LC 滤波器。

使用方法

在对应输入框中填入以微亨(µH)为单位的电感值,以及以微法(µF)为单位的电容值。工具会自动将两者换算为国际单位制基本单位(亨利和法拉),并返回以赫兹(Hz)表示的频率,同时给出更直观的千赫兹(kHz)数值。它适用于设计低通、高通、带通滤波器,以及LC谐振回路和振荡器。

公式详解

谐振频率的计算公式为:

$$f = \frac{1}{2\pi \sqrt{\left(\text{L (µH)} \times 10^{-6}\right)\left(\text{C (µF)} \times 10^{-6}\right)}}$$

其中 \(L\) 为电感(单位:亨利),\(C\) 为电容(单位:法拉)。由于乘积 \(LC\) 位于平方根之内,所以将 \(L\) 或 \(C\) 任意一个翻倍,频率都会下降约 1.41 倍(即 \(\sqrt{2}\))。换言之,元件数值越大,截止频率越低;数值越小,截止频率越高。

显示平坦通带和在截止频率 f 处衰减的频率响应曲线
截止频率 \(f\) 标志着滤波器开始衰减信号的位置。

实例演算

假设 \(L = 100\ \text{µH}\)(0.0001 H),\(C = 10\ \text{µF}\)(0.00001 F)。那么 $$LC = 1\times10^{-9}, \quad \sqrt{LC} \approx 3.162\times10^{-5}.$$ 于是 $$f = \frac{1}{2\pi \times 3.162\times10^{-5}} \approx \frac{1}{1.987\times10^{-4}} \approx \mathbf{5033\ Hz},$$ 约为 5.03 kHz。

常见问题

这算出来的是截止频率还是谐振频率? 对于LC谐振回路而言,它是谐振频率;对于简单的二阶LC滤波器而言,它是 −3 dB 转折频率。两者使用的是同一个公式。

应该用什么单位? 请输入µH(微亨)和µF(微法)。计算器会在内部自动换算为亨利和法拉。

元件的电阻会有影响吗? 理想的LC谐振不考虑电阻。实际电路存在品质因数(Q值),它会影响带宽,但对中心频率的影响很小。

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