电气与电子
有源滤波器计算器
设计低通、高通和带通滤波器，选择元件并查看响应曲线。
01
输入参数
02
计算结果
- 极点 / 中心频率
- —
- 品质因数
- —
- 电压增益
- —
- 截止频率
- —
- 电压增益
- —
- 相移
- —
- fL · −3 dB
- —
- fH · −3 dB
- —
- 谐振带宽
- —
公式
—区分滤波器固有频率、截止与响应
分析图示 Sallen-Key 低通/高通或多重反馈带通网络。比较固有频率、Q 和指定频率响应。模型使用理想放大器和标称元件，不包含器件带宽限制与容差。
操作步骤
- 选择滤波拓扑以及分析或设计模式，按电路图对应电阻和电容标号。
- 输入元件与增益，或目标频率、Q 及标准系列。先应用设计，再检查取整后的值。
- 查看响应图、幅值和相位。比较固有频率与截止频率或带边，它们不一定相同。
设置与限制
- 频率与 Q
- 固有频率确定极点，Q 描述阻尼。低通/高通截止是相对通带增益的 −3 dB 点，取决于 Q。
- 拓扑与增益
- 低通/高通采用图示 Sallen-Key 网络。带通使用反相多重反馈，元件关系和增益约束不同。
- 取整与有效性
- 标准值会改变频率及 Q。应用后检查误差。无效的增益或元件组合可能导致非正阻尼，因此会被拒绝。
操作示例
使用下方等值元件低通示例。固有频率处的衰减大于截止定义所要求的衰减。
示例输入
LP; R1 = R2 = 10 kΩ; C1 = C2 = 10 nF
K = 1; f = f0| f0 / Q / fc / |G| / φ | ≈ |
|---|---|
| f0 | 1591.549431 Hz |
| Q | 0.5 |
| fc (−3 dB) | 1024.312067 Hz |
| |G(f0)| | 0.5 V/V |
| G(f0) | −6.020600 dB |
| φ(f0) | −90° |
计算出的截止低于固有频率。因此，仅凭元件公式无法为任意 Q 确定 −3 dB 转角。
常见问题与故障排查
为何出现峰值？
足够高的 Q 可产生谐振。请比较完整响应和通带增益；有峰值不代表响应平坦。
为何设计未达到目标？
电阻和电容分别取整为标准值。检查实际频率、Q，并比较其他支持的系列。
能预测实际滤波器吗？
模型不包含增益带宽、转换速率、电源限制或元件容差。请核查放大器适用性并验证实装电路。