UK 
EnglishТипова
Polski📡 RC Фільтри частот
Діаграма Боде для RC фільтрів нижніх, верхніх частот та смугового фільтра. Анімовані часові сигнали на вході та виході. Слайдери R/C з маркером частоти зрізу та відображенням послаблення.
Схожі симуляції
Про RC Фільтри частот
Ця симуляція візуалізує, як пасивна RC-схема (резистор-конденсатор) формує сигнал залежно від частоти. Вона малює криву амплітуди Боде передавальної функції H(jω) на логарифмічній осі частоти від 1 Гц до 100 кГц. Для однополюсного фільтра частота зрізу f_c = 1/(2πRC), де відгук падає до 1/√2 (−3 дБ) від значення в смузі пропускання, після чого нахил встановлюється на −20 дБ на декаду.
Вкладки типу фільтра перемикають між відгуками нижніх частот, верхніх частот і смуговим; повзунки опору та ємності задають сталу часу τ = RC і тому рухають маркер частоти зрізу наживо. Другий резистор R₂ з'являється в режимі смугового фільтра, каскадуючи ступінь верхніх частот. Повзунок тестового сигналу розгортає синусоїду, щоб ви могли порівняти амплітуду й фазу входу та виходу. Такі фільтри лежать в основі аудіоеквалайзерів, радіонастроювання та згладжування блоків живлення.
Часто задавані питання
Що таке RC-фільтр?
RC-фільтр — це проста схема з одного резистора й одного конденсатора, яка пропускає одні частоти, послаблюючи інші. Залежно від того, де знімається вихід, вона поводиться як фільтр нижніх частот, верхніх частот або, при поєднанні ступенів, смуговий фільтр. Це найбазовіша частотно-вибіркова мережа в електроніці.
Що таке частота зрізу і як вона обчислюється?
Частота зрізу f_c позначає точку, де вихідна потужність зменшилася вдвічі, що еквівалентно падінню на −3 дБ за амплітудою (коефіцієнт 1/√2 ≈ 0,707). Для одного RC-ступеня це f_c = 1/(2πRC). За стандартних 1 кОм і 1 мкФ зріз перебуває біля 159 Гц, показаний оранжевим пунктирним маркером на графіку.
Що показує діаграма Боде тут?
Діаграма Боде показує амплітуду |H(jω)| фільтра відносно частоти на логарифмічній горизонтальній осі, що охоплює від 1 Гц до 100 кГц. Горизонтальні лінії сітки позначають 0, −3, −6, −12, −20 і −40 дБ, тож послаблення можна зчитати безпосередньо. Синя крива відстежує відгук, а оранжева точка позначає обрану тестову частоту.
Що роблять повзунки опору й ємності?
Обидва повзунки задають сталу часу τ = RC, яка фіксує зріз через f_c = 1/(2πRC). Збільшення R (0,1–10 кОм) або C (0,1–10 мкФ) підвищує τ і знижує зріз, зсуваючи відгук ліворуч; зменшення підвищує зріз. Панель Інформація про фільтр оновлює f_c, ω_c, |H| і послаблення під час перетягування.
Чим фільтр нижніх частот відрізняється від фільтра верхніх частот?
Фільтр нижніх частот пропускає частоти нижче зрізу й послаблює вищі, з амплітудою |H| = 1/√(1+(ωτ)²). Фільтр верхніх частот робить навпаки, використовуючи |H| = ωτ/√(1+(ωτ)²), пропускаючи високі частоти й блокуючи низькі. Обидва мають однакову формулу зрізу й однаковий нахил спаду −20 дБ/декаду.
Як побудовано смуговий режим?
Смуговий відгук у цій симуляції формується каскадуванням ступеня нижніх частот і ступеня верхніх частот: H = H_LP × H_HP. Перший резистор R задає верхню межу f_c1 = 1/(2πR₁C), а другий резистор R₂ задає нижню межу f_c2 = 1/(2πR₂C). Смуга пропускання лежить між двома зрізами.
Чому вихідний сигнал відстає від вхідного?
Конденсатори вносять частотно-залежний фазовий зсув. Для фільтра нижніх частот фаза дорівнює −arctan(ω/ω_c), досягаючи −45° на зрізі й наближаючись до −90° на високій частоті; випадок верхніх частот зсунутий на +90° відносно цього. Панель сигналу показує це відставання разом зі зменшеною вихідною амплітудою.
Що означає −20 дБ на декаду?
Це описує нахил відгуку далеко за зрізом: кожна десятикратна зміна частоти (декада) змінює амплітуду на 20 дБ, коефіцієнт десять. Один RC-ступінь дає цей спад першого порядку. Каскадування ступенів робить нахил крутішим, наприклад два ступені дають приблизно −40 дБ на декаду.
Чи фізично точна ця симуляція?
Вона використовує ідеальні передавальні функції першого порядку для пасивних RC-фільтрів, точні для низьких частот та ідеальних компонентів. Вона нехтує реальними ефектами, як-от імпеданс джерела й навантаження, витік конденсатора, паразитна індуктивність і допуски компонентів, тож фізична макетна схема відрізнятиметься трохи, особливо на краях смуги.