电子电路模电数电计算器
Equal Component Active Butterworth High Pass Filter Calculator

Enter value of Cutoff Frequency, any one value - Resistor or Capacitor, any one value - Resistor Rc or Resistor Rd and click on calculate. Result will be displayed.
Ra = Filter Resistor
Rb = Filter Resistor
(Ra = Rb)
Ca = Filter Capacitor
Cb = Filter Capacitor
(Ca = Cb)
Rc = Feedback Resistor
Rd = Feedback Resistor
等元件有源巴特沃斯高通滤波器计算器
等元件高通把电阻电容位置对调,同样取 R1 = R2、C1 = C2,截止频率仍是 1/(2πRC)。它用来隔掉直流和低频漂移,比如去除电极极化电压、抑制工频干扰的前置级。
使用方法
- 填入目标截止频率
- 选定电容 C(建议 1 nF~1 µF)
- 读取所需电阻 R 与低频衰减特性
计算公式
| 截止频率 | fc = 1 / (2π · R · C) 等元件条件下 |
|---|---|
| 品质因数 | Q = 0.5 无峰值,相位响应平滑 |
| 低频衰减 | 每倍频 40 dB(二阶) 远低于 fc 时按 40 dB/dec 衰减 |
计算示例
设计 fc = 10 Hz 的高通,用于去除电极直流漂移
- 取 C = 1 µF
- R = 1 / (2π × 10 × 1e-6) ≈ 15.9 kΩ
- 取标称 15 kΩ,实际 fc ≈ 10.6 Hz
结果:C = 1 µF、R = 15 kΩ,截止约 10.6 Hz
目标截止 1 kHz、电容取 10 nF,反算 R 与 Rc/Rd
- 截止频率填 1、单位选 KHz(默认就是 KHz),电容填 10、单位 nF,电阻栏留空
- 点 Calculate:R = 0.159 / (1000 × 10 × 10⁻⁹) = 0.159 / 1×10⁻⁵ = 15 900 Ω,电阻栏显示 15.9(单位 Kohm)
- Rc 填 10(Kohm)、Rd 留空:Rd = 0.585 × 10 000 = 5 850 Ω,Rd 栏显示 5.85
- 手算核对:1 / (2π × 15 900 × 10⁻⁸) = 1000.97 Hz,页面给 1000,差 0.1%,差在 0.159 与 1/(2π) = 0.15915 之间
- 换成标准值 15 kΩ 再算一次:0.159 / (15 000 × 10⁻⁸) = 1060 Hz,实际截止点上移 6%
结果:R = 15.9 kΩ、Rd = 5.85 kΩ;闭环增益 1 + 0.585 = 1.585(约 4 dB),改用 15 kΩ 时 fc ≈ 1.06 kHz
要点与常见误区
- 截止频率很低时电阻会到 MΩ 级,此时运放偏置电流引起的失调不可忽略。
- 电解电容做耦合时极性要正确,反接会漏电并产生失真。
- 高通级放在放大级之前可避免直流被放大后饱和。
- 三个下拉的默认单位都不是 1:频率默认 KHz、电阻默认 Kohm、电容默认 nF。填 1 而不改单位,实际是 1000 Hz、1 kΩ、1 nF,电容结果会差 1000 倍。填完先看下拉,再看输入框
- R 与 C 只需填一个,留空那项由 0.159 / (fc × 已知值) 反算;两个都留空时页面按 R = 10 kΩ 兜底,1 kHz 下算出 C = 15.9 nF。Rc、Rd 也不是可自由取的两个值,页面强制 Rd = 0.585 Rc,填了 Rd 会反过来改 Rc
常见问题
- 为什么低通和高通的公式一样?
- 两电路是 RC 位置对调的镜像结构,时间常数相同,因此截止频率表达式一致。
- 截止频率以下信号会被完全去除吗?
- 不会,二阶滤波器在 fc 以下按 40 dB/dec 衰减,1/10 fc 处约衰减 40 dB。
- 可以用无源 RC 代替吗?
- 可以,但无源高通带负载后截止频率会偏移,有源结构输入阻抗高、隔离性好。
- 1 kHz、10 nF 时电阻用 15 k 还是 15.9 k
- 15.9 kΩ 才是 1 kHz(页面 1000 Hz,理想式 1000.97 Hz)。15 kΩ 得 1060 Hz,偏高 6%;16 kΩ 得 993.75 Hz,偏低 0.6%。要 1% 精度可用 15.8 kΩ,或 15 kΩ 串 910 Ω 得 15.91 kΩ,此时 fc = 999.4 Hz
- Rc 和 Rd 怎么取,随便填 10 k 行不行
- 比例被固定为 Rd = 0.585 Rc,对应闭环增益 1.585(约 4 dB),这正是二阶巴特沃斯不抬峰的取值。Rc 取 10 kΩ、Rd 5.85 kΩ 可用;Rc 低于 1 kΩ 时运放输出电流偏大、Rd 低于 585 Ω 会加载反馈网络,Rc 高于 1 MΩ 时输入偏置电流引起的直流偏移变得明显,常规取 10 k~100 kΩ
- 截止 1 kHz 的二阶高通,100 Hz 处衰减多少
- 按每十倍频 40 dB 估是 −40 dB,精确值 |H| = (f/fc)² / √(1 + (f/fc)⁴):f/fc = 0.1 时为 0.0099995,即 −40.0 dB,1 V 输入只剩 10 mV。500 Hz 处 f/fc = 0.5,|H| = 0.25 / 1.0308 = 0.2425,即 −12.3 dB;1 kHz 处为 −3 dB
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