RC / RL 一阶滤波器
RC / RL 一阶无源低通、高通滤波器:截止频率、任意频率下的增益与相移、波特图与阶跃响应;或由截止频率反算电阻并给出 E 系列标准值。
电路原理图
输入参数
计算结果
点按结果可复制数值;支持输入 4.7k、100n、2u2 等工程写法
计算公式
RC:τ = R·C,fc = 1 / (2πRC)
RL:τ = L/R,fc = R / (2πL)
低通:H = 1 / (1 + j f/fc),|H| = 1/√(1+(f/fc)²),φ = −arctan(f/fc)
高通:H = j(f/fc) / (1 + j f/fc),φ = 90° − arctan(f/fc)
阶跃:低通 Vout = 1 − e−t/τ,高通 Vout = e−t/τ;tr(10–90%) = 2.2τ ≈ 0.35/fc
原理与说明
一个电阻配一个储能元件(电容或电感)即可构成一阶滤波器。截止频率 fc 处输出下降 3 dB(幅度为 70.7%),相移为 ±45°;远离 fc 后,阻带以 20 dB/十倍频衰减。
- RC 低通:串联 R、对地 C,用于抗混叠、去抖、PWM 转模拟电压;RC 高通:串联 C、对地 R,用于隔直耦合。
- RL 低通:串联 L、对地 R;RL 高通:串联 R、对地 L。RL 形式常见于功率电路和扬声器分频,信号电路中较少用(电感体积大、有 DCR)。
- 时域与频域是同一件事:τ = 1/(2πfc),上升时间 tr ≈ 0.35/fc。
设计要点
- 先选电容(标准值少、精度差),再由 fc 算电阻,电阻可用 E96 精确匹配。
- 信号源内阻与 R 串联,负载与输出并联,都会移动 fc;要求严格时用运放缓冲。
- 一阶滤波器滚降平缓,需要更陡的过渡带请用二阶 RLC、LC 梯形或有源滤波器。