抵抗–コンデンサー低域通過フィルター

ゆっくりした変化を通す

RCはResistor Capacitor、抵抗–コンデンサーです。低域通過フィルターは遅い変化を保ち、速い変化を減らします。利得は出力振幅と入力振幅の比で、遮断周波数では約70.7%です。ナノファラド（nF）は容量の単位ファラドの10億分の1、ミリ秒（ms）は1000分の1秒です。

実験台

回路の設定を変え、測定値を予想してから課題を確認しましょう。教材用のモデルで、各レッスンに仮定を説明しています。

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動作の仕組み

理想正弦波の定常状態、出力は無負荷コンデンサー両端。過渡状態と部品ばらつきは省略します。

τ = RCは時定数、fc = 1/(2πRC)は遮断周波数です。利得 = 1/√(1 + (f/fc)²)。nFはナノファラド、10億分の1ファラドです。ここでRは抵抗値、Cは容量、fは入力信号の周波数です。

難易度

組み立て · 組み立てる
10 kΩ、100 nF、100 Hzで電源を入れ、約84.67%を確認します。
ヒントを見る
10 kΩ; 100 nF; 100 Hz → 84.67%
探究 · 一つ変える
1000 Hzで利得20%以下、時定数2 ms以下にします。
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10 kΩ; 100 nF; 1000 Hz → 15.72%
自力で解く · 課題を解く
160 Hzで遮断150–170 Hz、利得68–73%にします。
ヒントを見る
10 kΩ; 100 nF; 160 Hz → 70.52%

追加の読み物と回路レシピ

RかCが2倍なら遮断周波数は半分、時定数は2倍です。

実際の負荷は回路を変えます。この式は出力無負荷を仮定しています。

遮断は壁ではありません。高い周波数は徐々に弱くなります。

詳しく読む

遮断周波数はRCの積に反比例します。