一阶RC低通滤波器仿真 & 通过示波器计算相位差

首先搭建一个一阶的RC低通滤波器,如下图:

通过计算可知,我们设置的截止频率fp为100hz。fp=1/(2*pi*R1*C1)=100hz可以看到fp截止频率100hz下幅值衰减-3db,相位滞后45度;十倍频1khz下衰减-20db,相位滞后84.3°。

这个仿真结果是和TI的文档中给出的数据是保持一致的。

然后输入1Vpp频率为1khz的正弦波(红色),可以看到输出的波形衰减10倍(蓝色),10倍也就是-20db,输出的波形为100mVpp的正弦波;100mV/1V=0.1倍。

再看输入波形和输出波形的时间差,可以看到蓝色输出波形,相比红色输入波形的时间相差234.23us。由于输入波形的频率是1khz(周期为1ms),所以输入和输出波形相位差计算为相位=△t*360/T(234.23us/1ms)*360°=84.24°这个也基本符合之前交流分析得到的结果(84.3°),所以说相位在波形上的表现就是波形的延时。所以说用示波器看相位只需要观察输入波形和输出波形,再看两者的延时再除以周期,再乘360度就是相位差。

下图给出TI文档中关于零点的描述,也是一阶RC高通滤波器的描述,供大家参考。极点带来相位的滞后,零点带来相位超前。

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