如何计算低通 rc 电路的截止频率?

电器工程 截止频率
2022-01-04 22:54:11

我想计算特定滤波器的截止频率,但我找不到任何公式。

我知道低通滤波器截止频率的公式:

$$f_c=\frac{1}{2\pi RC}$$

但它首先是如何得出的?我没有常规的低通滤波器,但有类似的东西我想计算截止频率。

2个回答

特定公式仅适用于一阶 RC 低通滤波器。这是从它的频率响应得出的:

$$H(j\omega)=\frac{1}{1+j\omega RC}$$

截止频率定义为 \$H(j\omega)\$ 的幅度为 \$1\over\sqrt2\$ 乘以 DC 幅度(约 -3dB,半功率点)的频率。

$$|H(j\omega_c)|=\frac{1}{\sqrt{1^2+\omega_c^2R^2C^2}}=\frac{1}{\sqrt{2}}\cdot| H(j0)|=\frac{1}{\sqrt{2}}$$

求解 \$\omega_c\$(截止角频率),你会得到 \$1\over RC\$。将其除以 \$2\pi\$ 即可得到截止频率 \$f_c\$。

如果您知道滤波器的频率响应,则可以应用此方法(假设截止频率定义如上)。显然,例如,对于高通滤波器,您使用 \$\omega\to \infty\$ 的值而不是 DC 值(始终是幅度响应的最大值,相对于它有 3dB 的下降)来计算截止频率处的幅度。)

对于简单的 RC 低通滤波器,截止(3dB 点)定义为电阻与容抗的大小相同:-

\$R = \dfrac{1}{2\pi f C}\$

这是一个简单的数学技巧:-

\$f = \dfrac{1}{2\pi RC}\$