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输入计算

数学公式

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结果

截止频率(−3 dB)
1,591.55
赫兹(Hz)
时间常数 τ = R×C 0.1 ms
Angular frequency ω = 2πfc 10,000 rad/s

什么是低通滤波器计算器?

低通滤波器能让低频信号顺利通过,同时衰减高于截止点的频率。最常见的形式是无源一阶 RC 滤波器,仅由一个电阻和一个电容构成。本计算器会根据你输入的元件参数,算出截止频率(即 −3 dB 点),并给出时间常数和角频率。

由串联电阻 R 和并联电容 C 组成的 RC 低通滤波器电路
一个无源 RC 低通滤波器:串联电阻 R 后接一个接地的电容 C。

使用方法

填入电阻 R(单位:欧姆)和电容 C(单位:微法 µF)。计算器会在内部把电容换算成法拉,并以赫兹为单位返回截止频率。无论是设计音频分频器、抗混叠滤波器、降噪电路,还是传感器信号调理,都可以直接使用。

公式解析

截止频率的计算公式为:

$$f_c = \frac{1}{2\pi \cdot \text{R }(\Omega) \cdot \text{C }(\mu F) \times 10^{-6}}$$

在这一频率点,滤波器输出功率降为输入的一半(即 −3 dB)。低于 \(f_c\) 的信号几乎原样通过;高于该频率的信号则以每十倍频程 20 dB 的速率衰减。时间常数 \(\tau = R \times C\) 反映了电路充电的快慢,角截止频率为 \(\omega = 2\pi f_c\)。

低通滤波器的频率响应曲线,显示平坦的通带和截止频率处的衰减
在截止频率 fc 以下响应平坦,在其以上则衰减。

计算示例

当 R = 1,000 Ω、C = 0.1 µF(即 \(1 \times 10^{-7}\) F)时:

$$f_c = \frac{1}{2\pi \times 1000 \times 0.0000001} = \frac{1}{0.000628318} \approx 1591.55 \text{ Hz}$$

时间常数 \(\tau = 1000 \times 0.0000001 = 0.0001 \text{ s} = 0.1 \text{ ms}\)。

常见问题

−3 dB 点是什么意思?它指的是输出幅度降到输入约 70.7% 时所对应的频率,标志着通带的边界。

能用于 LC 滤波器或有源滤波器吗?不能。本工具仅适用于简单的一阶无源 RC 滤波器。其他拓扑结构需要使用不同的计算公式。

为什么用微法(µF)作单位?滤波电路中常用的电容大多在纳法到微法范围,因此用 µF 输入更方便。计算时工具会自动换算为法拉。

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