電路分析(交流電路、線性電路與暫態現象)

在圖(a)的RC低通濾波器輸入角頻率 ω = 10/(RC) 的正弦波。輸出振幅相對於輸入振幅的比(增益)最接近下列哪一項?

RC低通濾波器與RC高通濾波器 (a) vin vout R C (b) vin vout C R H(s) = 1/(1 + sRC) H(s) = sRC/(1 + sRC)
RC低通濾波器與RC高通濾波器 · 在圖解集中查看
  1. A−20 dB
  2. B−10 dB
  3. C−3 dB
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正確答案:A. −20 dB

解法1(以複數計算):轉移函數為 H(jω) = 1/(1 + jωRC),ωRC = 10 時 |H| = 1/√(1 + 10²) = 1/√101 ≈ 0.0995。換成分貝為 20 log10 0.0995 ≈ −20.0 dB,相位為 −tan⁻¹ 10 ≈ −84.3°。解法2(波德圖的折線近似):在截止角頻率 ωc = 1/(RC) 以上,增益以 −20 dB/dec 下降。ω = 10ωc 正好比截止角頻率高1個十倍頻(1 decade),因此可讀出約 −20 dB。在截止頻率附近,折線近似最多有3 dB的誤差,但離得越遠就越吻合。

  • A. 正確。|H| ≈ 0.0995,約 −20 dB。
  • B. 這是求出振幅比約1/10後,用 10 log10 把電壓比換成dB的錯誤。電壓比要用 20 log10 表示。
  • C. −3 dB 是截止角頻率 ω = 1/(RC) 時的值。
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