一、低通濾波電路概述
低通濾波電路是一種用于信號(hào)處理的重要電路，其核心功能是使低頻信號(hào)能夠以較小的損失傳輸至輸出端，同時(shí)有效地抑制高頻信號(hào)。低通濾波（Low-passfilter）是一種特定的過濾機(jī)制，遵循的基本規(guī)則是允許低頻信號(hào)正常通過，而對(duì)于超過設(shè)定臨界值的高頻信號(hào)則予以阻隔或使其強(qiáng)度減弱。
低通濾波電路的典型構(gòu)成較為簡(jiǎn)潔，主要由一個(gè)電容（C）和一個(gè)電阻（R）組成。通過對(duì)電容和電阻數(shù)值的合理調(diào)整，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同截止頻率的精準(zhǔn)控制。
在實(shí)際的信號(hào)傳輸過程中，常會(huì)遭遇噪聲干擾，或輸入信號(hào)中夾雜著一些不必要的頻率成分。此時(shí)，低通濾波電路便能發(fā)揮關(guān)鍵作用，高效地去除這些噪聲或雜波，從而提升信號(hào)的質(zhì)量和純凈度。基于這一特性，低通濾波電路被廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，如音頻放大器、音響設(shè)備、通信系統(tǒng)等，為高質(zhì)量的信號(hào)傳輸和處理提供有力保障。
二、RC低通濾波電路工作原理
在RC低通濾波電路中，輸入信號(hào)以及可能存在的噪聲首先要經(jīng)過串聯(lián)在電路中的電阻，隨后再通過連接至地的電容。
截止頻率是RC濾波器的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。當(dāng)輸入端信號(hào)和噪聲的頻率達(dá)到某一特定值時(shí)，輸出端的信號(hào)或噪聲電壓會(huì)降至輸入電壓的70%。這一頻率點(diǎn)即為截止頻率，也對(duì)應(yīng)著信號(hào)衰減為原來0.7倍或衰減3dB的信號(hào)頻率。小于截止頻率時(shí)，信號(hào)基本不會(huì)發(fā)生明顯衰減；而大于截止頻率時(shí)，信號(hào)每增長(zhǎng)10倍，衰減程度則會(huì)增加10倍，呈現(xiàn)出-20dB/十倍頻的衰減特性。
若需增大RC低通濾波器的電阻或電容值，可使截止頻率降低，進(jìn)而能夠過濾掉更低頻率的噪聲。相反，減小電阻或電容值，則可提高截止頻率，允許更多低頻噪聲通過。截止頻率的計(jì)算公式為f=1/(2πRC)，其中電阻R越大，截止頻率越低；電容C越大，截止頻率同樣越低。
RC濾波器因其簡(jiǎn)潔的結(jié)構(gòu)和良好的性能，適用于小電流電源濾波場(chǎng)景，通常電流不超過十幾毫安。然而，若在濾波電源電路上的電流過大，可能會(huì)導(dǎo)致壓降問題顯著，從而無法滿足負(fù)載芯片的最低電壓要求，因此在實(shí)際應(yīng)用中需要合理選擇參數(shù)以避免此類問題。
三、RC低通濾波電路設(shè)計(jì)示例
當(dāng)需要設(shè)計(jì)一個(gè)截止頻率為21KHz的RC低通濾波電路時(shí)，依據(jù)公式f=1/(2πRC)進(jìn)行參數(shù)計(jì)算。假設(shè)設(shè)定電容C為10nF，代入公式后可求得電阻R的值為750Ω。在此需注意，RC低通濾波電路中電阻的選擇不宜過大，通常電容C為納米法拉級(jí)（nF），電阻R則在幾百歐姆的量級(jí)，以確保電路的性能和穩(wěn)定性。
RC低通濾波(積分)
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