Калькулятор частоты среза

О частоте среза

Частота среза обозначает границу между полосой пропускания фильтра и областью, где сигналы ослабляются всё сильнее. Для RC-фильтра первого порядка амплитуда на частоте среза составляет 1, делённую на квадратный корень из 2, от значения в полосе пропускания, что соответствует примерно минус 3 децибелам. Угловая частота среза равна ωc = 1/(RC), а обычная частота — fc = ωc/(2π). Произведение RC — постоянная времени, описывающая скорость отклика цепи на ступенчатое воздействие. RL-фильтр имеет тот же отклик первого порядка, но с перестановкой ролей активного и реактивного сопротивлений. Его угловая частота среза равна ωc = R/L, обычная частота среза — R/(2πL), постоянная времени — L/R. RC-фильтры нижних и верхних частот при одинаковых номиналах используют одну формулу среза. RL-фильтры также имеют одинаковую частоту среза, хотя выход снимается с разных компонентов. Для идеального LC-контура используется fc = 1/(2π√(LC)). Калькулятор также выводит √(LC) как характерный масштаб времени и 1/√(LC) как угловую частоту. Реальные LC-фильтры содержат сопротивления источника и нагрузки, а также потери компонентов, определяющие полосу и затухание. Поэтому резонанс и практическая граница минус 3 децибела не всегда совпадают. Для полноценного проектирования могут потребоваться порядок фильтра, топология, добротность и оконечный импеданс. Вводите сопротивление в омах, ёмкость в фарадах, индуктивность в генри. Перевод единиц особенно важен: ёмкости обычно указаны в микрофарадах, нанофарадах или пикофарадах, а индуктивности — в миллигенри или микрогенри. Один микрофарад равен 0.000001 фарада, один миллигенри — 0.001 генри. Пропущенная приставка может изменить результат в тысячи или миллионы раз. Калькулятор полезен для первоначальной оценки аудиосхем, датчиков, источников питания и радиочастотных цепей. Он применяет идеальные формулы сосредоточенных компонентов и не учитывает допуски, эквивалентное последовательное сопротивление, паразитную ёмкость, собственный резонанс, влияние нагрузки и частотную зависимость. Критичные проекты проверяйте по документации компонентов, моделированием цепей и стендовыми измерениями.

Примеры расчёта частоты среза

Те же номиналы компонентов можно проверить по стандартным формулам фильтров.

Как рассчитать частоту среза фильтра

1. Выберите модель фильтра RC, LC или RL.
2. Переведите номиналы компонентов в омы, фарады и генри.
3. Введите два положительных значения компонентов, показанных для модели.
4. Нажмите «Рассчитать», чтобы получить частоту среза и угловую частоту.
5. Оцените масштаб времени, прежде чем применять идеальный результат к реальной цепи.

Частые вопросы