Калькулятор RC-фильтра

Резистивно-ёмкостный фильтр первого порядка - резистор и конденсатор - применяют для сглаживания, подавления помех, разделения сигналов по частоте и в цепях задержки. Калькулятор нужен, когда надо узнать, с какой частоты фильтр начинает заметно ослаблять сигнал, или подобрать конденсатор под заданную частоту.

Для фильтра нижних частот (ФНЧ) резистор включают последовательно, а конденсатор - на землю; для фильтра верхних частот (ФВЧ) наоборот. Частота среза в обоих случаях считается по одной формуле, поэтому калькулятор подходит для обеих схем.

Номинал резистора вводите в омах: 10 кОм = 10 000 Ом. Ёмкость - в нанофарадах: 1 мкФ = 1000 нФ, 1 нФ = 1000 пФ. Номиналы берите из маркировки деталей или из схемы. Для подбора ёмкости введите сопротивление и нужную частоту среза в герцах.

Типичные ошибки - ввести килоомы вместо омов или микрофарады вместо нанофарад: результат ошибётся в 1000 раз. При нулевом сопротивлении или ёмкости расчёт невозможен.

Рассчитанная ёмкость почти никогда не совпадает с номиналом из ряда: выберите ближайший, введите его в поле "Ёмкость" и проверьте, какой получится частота среза.

Работы с электроустановками под напряжением выполняет только специалист с допуском. Расчёт предназначен для подбора элементов и не заменяет проект.

Частота среза - частота, на которой амплитуда сигнала на выходе падает до 1/корень(2) примерно 0,707 от входной (-3 дБ). Дальше от неё фильтр ослабляет сигнал на 6 дБ на октаву.

Частота среза = 1 / (2пи * Сопротивление * Ёмкость)
тау = Сопротивление * Ёмкость
Ёмкость для нужной частоты = 1 / (2пи * Сопротивление * Нужная частота среза)

Сопротивление - в омах; ёмкость в формулу подставляется в фарадах (введённые нанофарады делятся на 10^9); нужная частота среза - в герцах. Результаты: частота среза - в герцах, постоянная времени тау - в миллисекундах (секунды * 1000), подобранная ёмкость - в нанофарадах (фарады * 10^9). пи = 3,141592653589793.

Округление: частота среза - 2 знака после запятой, постоянная времени - 4 знака, подобранная ёмкость - 2 знака.

Формулы частоты среза 1 / (2пи * сопротивление * ёмкость) и постоянной времени тау = сопротивление * ёмкость приведены в книге П. Хоровица и У. Хилла "Искусство схемотехники", глава 1 (резистивно-ёмкостные фильтры).

Ограничения: считается идеальная цепь из введённых сопротивления и ёмкости; сопротивление источника сигнала и нагрузки в формулу не входят. При нулевом сопротивлении или ёмкости результата нет.

Пример: 10 кОм и 16 нФ, нужная частота 1 кГц.

Частота среза = 1 / (2пи * 10 000 * 16 * 10^-9) примерно 994,72 Гц
тау = 10 000 * 16 * 10^-9 с = 0,16 мс
Ёмкость для 1000 Гц = 1 / (2пи * 10 000 * 1000) * 10^9 примерно 15,92 нФ