電路分析(交流電路、線性電路與暫態現象)
在圖(b)的RC高通濾波器輸入角頻率 ω = 1/(RC) 的正弦波。輸出相對於輸入的振幅與相位關係,下列哪一項正確?
- A振幅約為0.71倍,輸出比輸入落後45°
- B振幅約為0.71倍,輸出比輸入超前45°
- C振幅為0.5倍,輸出與輸入同相
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正確答案:B. 振幅約為0.71倍,輸出比輸入超前45°
解法1(複數):轉移函數為 H(jω) = jωRC/(1 + jωRC),ωRC = 1 時 H = j/(1 + j) = (1 + j)/2。大小為 1/√2 ≈ 0.71(−3 dB),角度為 +45°,因此輸出比輸入超前45°。解法2(相量圖):RC串聯電路呈電容性,電流比輸入電壓超前,ω = 1/(RC) 時 R 與 1/(ωC) 相等,超前角正好是45°。輸出是R上的電壓,與電流同相,因此輸出也比輸入超前45°。在相同頻率下,圖(a)低通濾波器的輸出則落後45°。
- A. 大小正確,但落後45°的是圖(a)的低通濾波器。
- B. 正確。H = (1 + j)/2,約0.71倍、超前45°。
- C. 這是不考慮相位、把電壓平分給 R 與 1/(ωC) 的錯誤。兩個電壓互成直角,各為輸入的 1/√2 倍。