RC・RLフィルタ計算ツール
一次のRC・RLローパス／ハイパスフィルタを設計し、電源側と負荷側のインピーダンスを考慮して実用的なE系列部品を選びます。
計算式
計算されたカットオフ周波数を基準とする利得です。黄色のマーカーは周波数プローブに連動します。
単位ステップ入力後の正規化出力です。時定数1個分を強調表示します。
周波数を指定すると、選択したRC／RL回路について、負荷を考慮した減衰量、位相シフト、出力レベルを確認できます。
抵抗器とコンデンサの独立した許容差を考慮した、カットオフ周波数の最悪範囲です。
この範囲には部品の許容差のみを含めています。コンデンサのDCバイアス、温度、経年変化、電源側と負荷側の変動によって実際の応答はさらに変わります。
一方の部品値を固定し、目標カットオフ周波数に必要なもう一方の値を求めて、標準E系列値に合わせます。
フィルタ設計ガイド
カットオフ周波数から実用的なフィルタを設計する
一次のRC・RLフィルタは対象の周波数帯を緩やかに減衰させます。実際のインピーダンスを考慮すれば、平滑化、簡易的なアンチエイリアシング、信号調整、ノイズ抑制に使えます。
計算方法と前提条件
理想的な遮断周波数はRC回路でfc = 1/(2πRC)、RL回路でfc = R/(2πL)です。電源側と負荷側のインピーダンスは回路と実効的な遮断周波数を変えるため、このツールでは両方を考慮します。
確認すべき入力値
対象周波数
通したい周波数帯、減衰させたい周波数、−3 dB点を区別してください。これらが必ず一致するとは限りません。
信号源と負荷
理想回路図に描かれていなくても、信号源の出力抵抗と負荷の入力インピーダンスは実回路の一部です。
推奨手順
- 1通したい周波数帯と、妨害周波数で実際に必要な減衰量を決めます。
- 2fcからRとC、またはRとLを選び、信号源と負荷のインピーダンスを加えて評価します。
- 3許容差、コンデンサの定格電圧、直列抵抗、負荷の影響を確認します。
検算できる例
R = 1 kΩ、C = 100 nFの理想RC回路では、カットオフ周波数は約1.59 kHzです。1 kΩ程度の負荷は応答を変えるため、部品を選ぶ前に考慮してください。
使用上の注意
一次フィルタの減衰は20 dB/decade程度です。より強い分離が必要なら、シミュレーションと測定を踏まえ、高次フィルタ、アクティブフィルタ、適切な回路構成を検討してください。
よくある質問
遮断周波数で信号は完全に消えますか？
いいえ。fcでは振幅が約−3 dBになり、その後も周波数とともに減衰が徐々に増します。
RCとRLのどちらを使うべきですか？
RC回路は小信号用途で小型かつ低コストにできます。RL回路は一部の電力用途に適しますが、直列抵抗、磁気飽和、放射を考慮する必要があります。
参考資料
- 計算の根拠：一次フィルタ理論、コンデンサとインダクタのデータシート、接続先回路のインピーダンス。
独自の学習資料です。2026年8月20日に技術的な明確さを確認しました。通電や製作の前には、データシート、適用規格、設計内容を必ず確認してください。