RC-фильтр НЧ и ВЧ
Выберите тип фильтра и что нужно найти — частоту среза, резистор или конденсатор.
Как считать вручную
RC-фильтр первого порядка — резистор и конденсатор, соединённые последовательно между входом и землёй, а выходной сигнал снимается с одного из двух элементов. Частота, на которой мощность сигнала падает вдвое (амплитуда — в 1/√2 ≈ 0,707 раза, это −3 дБ), называется частотой среза: fc = 1 / (2π·R·C). Постоянная времени цепи — τ = R·C.
Если выход снять с конденсатора — получится фильтр низких частот (НЧ): низкие частоты проходят почти без ослабления, высокие — гасятся, конденсатор на высокой частоте почти закорачивает выход на землю. Если выход снять с резистора (конденсатор ставится первым, последовательно со входом) — получится фильтр высоких частот (ВЧ): конденсатор не пропускает постоянный ток и медленные изменения, но легко пропускает быстрые.
За пределами полосы пропускания амплитуда падает с крутизной 6 дБ на октаву(удвоение частоты) или, что то же самое, 20 дБ на декаду (десятикратное изменение частоты) — поэтому на частоте в 10 раз дальше от fc, чем сама fc, ослабление получается примерно −3 + (−20) ≈ −20 дБ дополнительно к тем −3 дБ на границе, то есть около −20 дБ от уровня сигнала в полосе пропускания.
Чтобы получить конкретную fc, обычно выбирают конденсатор стандартного номинала и подбирают резистор: R = 1 / (2π·fc·C), либо наоборот, если резистор задан заранее:C = 1 / (2π·fc·R). Точное значение почти никогда не совпадает с рядом номиналов, поэтому берут ближайший — резистор из ряда E24, конденсатор из более грубого ряда E12 (конденсаторы обычно выпускаются с меньшим числом номиналов на декаду), и фактическая fc немного смещается.
