電氣與電子
主動濾波器計算器
設計低通、高通和帶通濾波器，選擇元件並查看響應曲線。
01
輸入參數
02
計算結果
- 極點 / 中心頻率
- —
- 品質因數
- —
- 電壓增益
- —
- 截止頻率
- —
- 電壓增益
- —
- 相移
- —
- fL · −3 dB
- —
- fH · −3 dB
- —
- 諧振頻寬
- —
公式
—區分濾波器固有頻率、截止與響應
分析圖示 Sallen-Key 低通/高通或多重回授帶通網路。比較固有頻率、Q 和指定頻率響應。模型使用理想放大器和標稱元件，不包含元件頻寬限制與容差。
操作步驟
- 選擇濾波拓撲以及分析或設計模式，按電路圖對應電阻和電容標號。
- 輸入元件與增益，或目標頻率、Q 及標準系列。先套用設計，再檢查取整後的值。
- 查看響應圖、幅值和相位。比較固有頻率與截止頻率或帶邊，它們不一定相同。
設定與限制
- 頻率與 Q
- 固有頻率確定極點，Q 描述阻尼。低通/高通截止是相對通帶增益的 −3 dB 點，取決於 Q。
- 拓撲與增益
- 低通/高通採用圖示 Sallen-Key 網路。帶通使用反相多重回授，元件關係和增益限制不同。
- 取整與有效性
- 標準值會改變頻率及 Q。套用後檢查誤差。無效的增益或元件組合可能導致非正阻尼，因此會被拒絕。
操作範例
使用下方等值元件低通範例。固有頻率處的衰減大於截止定義所要求的衰減。
範例輸入
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° |
計算出的截止低於固有頻率。因此，僅憑元件公式無法為任意 Q 確定 −3 dB 轉角。
常見問題與疑難排解
為何出現峰值？
足夠高的 Q 可產生諧振。請比較完整響應和通帶增益；有峰值不代表響應平坦。
為何設計未達到目標？
電阻和電容分別取整為標準值。檢查實際頻率、Q，並比較其他支援的系列。
能預測實際濾波器嗎？
模型不包含增益頻寬、迴轉率、電源限制或元件容差。請核查放大器適用性並驗證實裝電路。