ElectroDesignForgeElectroDesignForge

Kalkulator filtrów RC / RL

Projektuj filtry dolno- i górnoprzepustowe RC oraz RL pierwszego rzędu, uwzględniaj impedancję źródła i obciążenia oraz dobieraj praktyczne wartości elementów z szeregu E.

Warunki rzeczywisteUWZGLĘDNIONO ŹRÓDŁO I OBCIĄŻENIE

Równania

fc=12πRTHCf_c=\dfrac{1}{2\pi R_{TH}C}
∣H(f)∣=A01+(f/fc)2|H(f)|=\dfrac{A_0}{\sqrt{1+(f/f_c)^2}}
τ=RTHC\tau=R_{TH}C

Wzmocnienie względem obliczonej częstotliwości granicznej. Bursztynowy znacznik podąża za badaną częstotliwością.

Wzmocnienie (dB)Faza (°)
-200-150-100-500500.016 mHz0.159 mHz15.915 mHz15.915 Hz15.915 kHz-90°-60°-30°0°dB°Częstotliwość

Znormalizowane wyjście po skoku jednostkowym. Zaznaczono jedną stałą czasową.

Znormalizowane wyjście
0%25%50%75%100%01000.001 s2000.002 s3000.003 s4000.004 s5000.005 sVoutCzas
Odpowiedź 90%2302.587 s
Odpowiedź 99%4605.175 s
Odpowiedź 99,9%6907.762 s

Sprawdź wybraną częstotliwość, aby zobaczyć tłumienie z uwzględnieniem obciążenia, przesunięcie fazowe i poziom wyjściowy układu RC lub RL.

V
Częstotliwość graniczna0.159 mHz
Stała czasowa1000.001 s
Wzmocnienie przy badanej częstotliwości-135.964 dB
Faza przy badanej częstotliwości-90°
Amplituda wyjściowa0.525 µV
Wzmocnienie w paśmie przepustowym100%

Zakres częstotliwości granicznej w najgorszych przypadkach przy niezależnych tolerancjach rezystora i kondensatora.

Minimalna częstotliwość graniczna0.145 mHz
Nominalna częstotliwość graniczna0.159 mHz
Maksymalna częstotliwość graniczna0.177 mHz

Ten zakres obejmuje tylko tolerancję elementów. Polaryzacja DC kondensatora, temperatura, starzenie oraz zmiany źródła i obciążenia mogą dodatkowo przesunąć rzeczywistą charakterystykę.

Zachowaj jeden wybrany element, oblicz drugi dla docelowej częstotliwości granicznej i wybierz najbliższą wartość z szeregu E.

Wartość idealna-10 GΩ
Wartość praktyczna (E24)--
Oczekiwana częstotliwość graniczna--

Przewodnik po filtrowaniu

Od częstotliwości granicznej do użytecznego filtra

Filtr RC lub RL pierwszego rzędu stopniowo tłumi częstotliwości. Przy uwzględnieniu rzeczywistych impedancji przydaje się do wygładzania, prostego filtrowania antyaliasingowego, kształtowania sygnału i ograniczania szumu.

Metoda i założenia

Idealna częstotliwość graniczna wynosi fc = 1/(2πRC) dla RC oraz fc = R/(2πL) dla RL. Narzędzie uwzględnia impedancje źródła i obciążenia, ponieważ zmieniają układ i efektywną częstotliwość graniczną.

Dane wejściowe do sprawdzenia

Częstotliwość docelowa

Rozróżnij pasmo użyteczne, częstotliwość wymagającą tłumienia i punkt −3 dB: nie muszą być takie same.

Źródło i obciążenie

Rezystancja wyjściowa źródła i impedancja wejściowa obciążenia są częścią układu, nawet gdy nie ma ich na idealnym schemacie.

Zalecany przebieg pracy

  1. 1Ustal pasmo użyteczne i tłumienie wymagane przy częstotliwości zakłócającej.
  2. 2Dobierz R i C albo R i L do częstotliwości granicznej fc, a następnie uwzględnij impedancje źródła i obciążenia.
  3. 3Sprawdź tolerancję, napięcie znamionowe kondensatora, rezystancję szeregową i wpływ obciążenia.

Przykład kontrolny

Przy R = 1 kΩ i C = 100 nF idealna częstotliwość graniczna filtra RC wynosi około 1,59 kHz. Obciążenie o rezystancji zbliżonej do 1 kΩ zmienia charakterystykę i trzeba je uwzględnić przed doborem elementów.

Limity, o których należy pamiętać

Filtr pierwszego rzędu tłumi z nachyleniem tylko 20 dB na dekadę. Jeśli potrzebna jest większa selektywność, po symulacji i pomiarze rozważ wyższy rząd, filtr aktywny lub inną topologię.

Częste pytania

Czy odcięcie całkowicie usuwa sygnał?

Nie. Przy fc amplituda jest już niższa o około 3 dB, a tłumienie rośnie stopniowo wraz z częstotliwością.

RC lub RL: którego należy użyć?

Filtr RC jest często mały i tani przy słabych sygnałach. RL może odpowiadać niektórym zastosowaniom mocy, ale wprowadza rezystancję szeregową, ryzyko nasycenia i promieniowanie elektromagnetyczne.

Materiały źródłowe

  • Podstawy metody: teoria filtrów pierwszego rzędu, karty katalogowe kondensatorów i cewek oraz impedancje połączonych stopni.

Oryginalny materiał edukacyjny, sprawdzony pod kątem poprawności technicznej 20 sierpnia 2026. Przed uruchomieniem lub produkcją zweryfikuj karty katalogowe, obowiązujące normy i projekt.