RC-filterberegner
Indtast en modstand og en kondensator for at få knækfrekvensen f_c og tidskonstanten τ for et førsteordens RC-filter. Du kan også finde den C eller R, der kræves for en ønsket knækfrekvens.
Formler
- Tidskonstant τ = R × C (R i Ω, C i F, τ i sekunder)
- Knækfrekvens f_c = 1 ÷ (2π R C) = 1 ÷ (2π τ) (i Hz)
- Regnet baglæns: C = 1 ÷ (2π f_c R) og R = 1 ÷ (2π f_c C)
Formlerne for knækfrekvensen og tidskonstanten er de samme for et lavpas- og et højpasfilter. Forskellen er, hvor udgangen tages fra.
| Kredsløb | Udgang taget over | Hvad det gør |
|---|---|---|
| Lavpas | Kondensatoren | Dæmper høje frekvenser og lader lave passere |
| Højpas | Modstanden | Dæmper lave frekvenser og lader høje passere |
Disse formler og placeringen af udgangen blev kontrolleret mod forklarende referencer (Wikipedia, "RC circuit", "Low-pass filter" og "High-pass filter"), da den japanske version blev lavet.
Hvad er knækfrekvensen?
Knækfrekvensen er den frekvens, hvor filteret dæmper signalet til halv effekt. Der er spændingsforstærkningen 1/√2 (ca. 0,7) eller −3 dB. For et førsteordens filter, langt fra knækfrekvensen, ændrer niveauet sig med ca. 20 dB for hver tidobling af frekvensen (én dekade), hvilket følger af, at et n'te ordens filter har en hældning på 20n dB pr. dekade.
Forudsætninger og begrænsninger (læs venligst)
- Denne beregning forudsætter et ideelt førsteordens RC-kredsløb uden belastning: kildemodstanden er 0, og intet er tilsluttet udgangen. Det er en almindelig forudsætning. De læste referencer angiver den ikke udtrykkeligt; de siger blot, at impedanstilpasning og belastningen skal tages i betragtning, når et filter tilsluttes.
- I et rigtigt kredsløb gør kildemodstanden og indgangsmodstanden i det tilsluttede udstyr (belastningen), at knækfrekvensen afviger fra den beregnede værdi.
- Tolerancer for modstande og kondensatorer, temperatur, frekvensadfærd og valg af standardværdier (E-serier) er ikke omfattet.
Pi og "afrundede" værdier
Knækfrekvensen samt den C og R, der findes ved at regne baglæns, beregnes med en tilnærmelse af pi (60 decimaler), så de er afrundede værdier. Tidskonstanten τ = R × C bruger ikke pi og er eksakt.
Eksempler
| Indtastning | Resultat |
|---|---|
| R = 1 kΩ, C = 1 µF | Tidskonstant 1 ms, knækfrekvens ca. 159,15 Hz |
| R = 10 kΩ, C = 100 nF | Tidskonstant 1 ms, knækfrekvens ca. 159,15 Hz |
| Mål 1 kHz, R = 10 kΩ | C = ca. 15,92 nF |
Tilladte intervaller
R skal være større end 0 og højst 10¹² Ω, C større end 0 og højst 10 F, og den ønskede knækfrekvens større end 0 og højst 10¹² Hz (kontrolleres efter omregning af enheden).
Elektrisk sikkerhed
Dette er en beregning til lavspændings-signalkredsløb. Lysnetstrøm (stikkontakter), højspænding og store strømme er ikke omfattet, og de kan forårsage elektrisk stød, varme og brand. Resultatet garanterer ikke et rigtigt kredsløbs sikkerhed eller funktion.
Hvad der ikke er omfattet
RL-, RLC- og andenordens- eller højere ordens filtre, aktive filtre, forstærkning og fase, afrunding til standardværdier (E-serier), komponenttolerancer og frekvensgangsgrafer er ikke omfattet. For spænding, strøm og modstand, se Ohms lov-beregneren. For omregning mellem periode og frekvens, se frekvens ⇄ periode-omregneren. For omregning mellem et forhold og dB, se Decibelberegneren.
Ofte stillede spørgsmål
Skal jeg bruge en anden beregning til et lavpas- og et højpasfilter?
Nej. Formlerne for knækfrekvensen og tidskonstanten er de samme. Tages udgangen over kondensatoren, får man et lavpasfilter, og tages den over modstanden, får man et højpasfilter.
Forsvinder signalet helt ved knækfrekvensen?
Nej. Knækfrekvensen er det punkt, hvor effekten falder til det halve (−3 dB). Det er ikke den frekvens, hvor signalet forsvinder.
Den beregnede værdi afviger fra mit rigtige kredsløb.
Beregningen gælder et ideelt kredsløb uden belastning. Modstanden i udstyret før og efter filteret og delenes tolerance ændrer resultatet.