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输入计算

数学公式

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结果

截止频率(−3 dB)
159.1549
Hz
时间常数 τ = R·C 0.001 s
角截止频率 ω = 2πf 1,000 rad/s

RC滤波器截止频率计算器是什么?

RC滤波器是最简单的无源电子滤波器,仅由一个电阻(R)和一个电容(C)构成。根据输出取自哪一端,它既可以作为低通滤波器(让低频信号通过),也可以作为高通滤波器(让高频信号通过)。本计算器用于求出截止频率——也称为转折频率或−3 dB频率,即信号功率衰减到一半(输出幅值约降至输入的70.7%)的那个临界点。

RC低通滤波器电路图,电阻串联、电容接地,输出取自电容两端
RC低通滤波器:串联电阻R和接地电容C。

使用方法

输入以欧姆(Ω)为单位的电阻值和以法拉(F)为单位的电容值。注意常见单位换算:1 kΩ = 1000 Ω,1 µF = 0.000001 F,1 nF = 0.000000001 F,1 pF = 1e-12 F。计算器将给出以赫兹为单位的截止频率,以及时间常数 \(\tau\) 和角截止频率 \(\omega\)。

公式详解

截止频率的计算公式为:

$$f_c = \frac{1}{2\pi \text{R }(\Omega) \cdot \text{C (F)}}$$

电阻或电容越大,截止频率越低;数值越小,截止频率越高。相关的时间常数为 \(\tau = R \cdot C\),角截止频率为 \(\omega = 2\pi f_c = \frac{1}{RC}\)。

波特幅频图,显示平坦的通带在截止频率处衰减,并标出−3 dB点
低通滤波器的频率响应,标出了−3 dB截止频率f_c。

计算示例

设 \(R = 1000\ \Omega\),\(C = 1\ \mu\text{F}\)(0.000001 F)。则 $$f_c = \frac{1}{2 \times \pi \times 1000 \times 0.000001} = \frac{1}{0.006283\ldots} \approx 159.15\ \text{Hz}$$ 时间常数为 \(\tau = 1000 \times 0.000001 = 0.001\ \text{s}\)(即1 ms)。

常见问题

这是用于低通还是高通滤波器? 两者都适用。一阶RC低通滤波器和高通滤波器使用相同的截止频率公式,区别仅在于电路拓扑结构不同。

−3 dB是什么意思? 在截止频率处,输出功率为输入功率的一半,相当于下降3分贝,此时电压增益为 \(\frac{1}{\sqrt{2}} \approx 0.707\)。

应该使用什么单位? 务必换算成国际单位制的基本单位:电阻R用欧姆,电容C用法拉。输入前请先把 µF、nF、pF 都换算为法拉。

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