Калькулятор фильтра низких частот

Фильтр низких частот пропускает медленно меняющиеся сигналы и ослабляет составляющие выше выбранной частоты. Переход описывают частотой среза, усилением, ослаблением и фазовым сдвигом. На частоте среза стандартного RC- или RL-фильтра первого порядка усиление по напряжению примерно равно 0.707, а ослабление — 3.01 децибела. Частоты намного ниже среза проходят почти без потерь, а намного выше подавляются всё сильнее. Такие цепи применяют для снижения шума, обработки сигналов датчиков, настройки тембра, защиты от наложения спектров, фильтрации питания и в системах управления. ФНЧ RC использует последовательный резистор и конденсатор на землю; выход снимают с конденсатора. Частота среза равна единице, делённой на произведение двух пи, сопротивления и ёмкости. ФНЧ RL использует сопротивление и индуктивность с выходом, обеспечивающим прохождение низких частот; его частота среза равна сопротивлению, делённому на два пи и индуктивность. Перед расчётом калькулятор переводит микрофарады и миллигенри в базовые единицы СИ. Для обоих режимов первого порядка усиление равно единице, делённой на корень из единицы плюс квадрат отношения частот, а фаза — отрицательному арктангенсу этого отношения. Режим LC использует идеальную резонансную частоту: единица, делённая на два пи и корень из произведения индуктивности и ёмкости. Реальный LC-фильтр всегда содержит сопротивление источника, сопротивление нагрузки и потери компонентов. Они задают демпфирование и могут вызывать резонансный пик. Для устойчивой общей оценки калькулятор показывает нормированный отклик ФНЧ второго порядка без пика. Он полезен как ориентир, но не заменяет передаточную функцию конкретной RLC-схемы с известными импедансами источника и нагрузки. Ослабление равно минус двадцати десятичным логарифмам усиления по напряжению. Чем больше положительное значение в децибелах, тем меньше выход. Фаза дана в градусах и в этой модели ФНЧ показывает отставание выхода. Допуски, эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора, сопротивление обмотки, паразитная ёмкость, температура и нагрузка меняют реальный отклик. На радиочастотах разводка и эффекты линий передачи могут преобладать над простой моделью сосредоточенных элементов. Используйте результат для выбора начальных стандартных номиналов и оценки положения тестовой частоты относительно среза. Затем проверьте цепь по моделям импеданса производителя, в симуляции и измерениями при реальных источнике и нагрузке. Проверьте допустимые напряжение, ток, мощность, частоту собственного резонанса и допуск. Активные фильтры и пассивные цепи более высокого порядка требуют дополнительных уравнений для добротности и взаимодействия каскадов, но срез, усиление, ослабление и фаза остаются основными понятиями.