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一阶 RC 高通滤波器 · 频率特性仿真

调节电阻 \(R\) 与电容 \(C\)，观察输出电压幅值与相位超前特性 | 输入电压 \(V_{in}=1\ \text{V}\) (峰值)

电路参数调节

电阻 \(R\) 1.0 kΩ

20 Ω20 kΩ

电容 \(C\) 0.100 μF

0.001 μF1 μF

标记频率 \(f\) 1.00 kHz

1 Hz1 MHz

紫色竖线标记当前频率，两侧图表同步显示该点数值

滤波器特征参数

截止频率 \(f_c\) — Hz

时间常数 \(\tau = RC\) — s

-3dB 增益 0.707 V / +45°

※ 点击按钮将紫色标记线移动到截止频率 \(f_c\) 处

当前频率 \(f\) 下的输出特性

输出电压 \(V_{out}\)

0.00 V

幅值 (Vin=1V)

相位差 \(\varphi\)

0.0°

输出超前于输入

传递函数: \(H(f) = \dfrac{j2\pi f RC}{1 + j2\pi f RC}\)

幅频特性 \(|H(f)|\)

输出电压 / 输入电压

横轴: 对数频率 (Hz)

高通幅频响应 | 截止频率处增益降至 0.707 (-3dB)

相频特性 \(\angle H(f)\)

相位超前角度

横轴: 对数频率 (Hz)

高通相频响应 | 从 +90° 过渡到 0°，截止频率处相移 +45°

📐 理论依据

一阶RC高通滤波器，输入 \(V_{in}=1\angle 0^\circ\)，
传递函数: \(H(f) = \frac{j2\pi f RC}{1+j2\pi f RC}\)。
幅频: \(|H(f)| = \frac{2\pi f RC}{\sqrt{1+(2\pi f RC)^2}}\)。
相频: \(\varphi(f) = 90° - \arctan(2\pi f RC)\) (超前)。
截止频率 \(f_c = \frac{1}{2\pi RC}\)，此时 \(|H| = 0.707\)，\(\varphi = +45°\)。

⚡ 特性解读

• 高通特性：低频信号被抑制，高频信号几乎无衰减通过。
• 相位超前从 +90° (极低频) 单调下降至 0° (极高频)。
• 调节 \(R\) 或 \(C\) 会改变截止频率，曲线实时更新。
• ✨ 点击“标记截止频率”按钮，紫色竖线自动定位至 \(f_c\)。