初考-電子工程電子學大意115 年第 26 題單選題
圖為一個電容式全波整流電路再接一個 RC 濾波電路,針對 R2 和 C2 形成的 RC 濾波電路之敘述,下列何者正確?
A為高通濾波電路
B增益大於 1
C加入此 RC 濾波電路,Vb 的漣波電壓小於 Va 的漣波電壓正確答案
DR2 和 C2 形成的 RC 濾波電路的轉折頻率為 70 Hz
C正確答案
R2與C2組成被動低通濾波器,主要功能為進一步濾除高頻交流漣波,使輸出端Vb的漣波電壓小於Va。
為什麼答案是 C
低通濾波器能讓直流成分順利通過,並大幅衰減交流的漣波成分(本題全波整流漣波頻率為120Hz),因此Vb的漣波電壓會顯著小於Va。
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完整詳解
Pro · 無限重點 R2與C2組成被動低通濾波器,主要功能為進一步濾除高頻交流漣波,使輸出端Vb的漣波電壓小於Va。
串聯電阻與並聯電容構成「低通濾波器」,被動元件增益必不大於1,且其功用即為減小漣波,故直覺選C。
逐選項分析
A✕
R2串聯於信號路徑、C2並聯於輸出端,此架構會將高頻訊號導引至地,屬於低通濾波電路(Low-pass filter),而非高通。
B✕ 陷阱
R2與C2皆為被動元件,無法提供能量放大訊號,因此電壓增益最大僅為1(理想直流狀態),不可能大於1。
C✓ 正確
低通濾波器能讓直流成分順利通過,並大幅衰減交流的漣波成分(本題全波整流漣波頻率為120Hz),因此Vb的漣波電壓會顯著小於Va。
D✕
轉折頻率公式為 fc = 1 / (2π * R2 * C2)。代入數值:1 / (2π * 600 * 25μF) ≈ 10.6 Hz,並非 70 Hz。
RC濾波器基本架構比較
| 濾波器類型 | 電路架構 | 主要功能 | 轉折頻率公式 |
|---|
| 低通濾波器 (LPF) | 電阻串聯、電容並聯 | 讓低頻(含直流)通過,濾除高頻漣波 | fc = 1 / (2πRC) |
| 高通濾波器 (HPF) | 電容串聯、電阻並聯 | 讓高頻通過,阻擋低頻(含直流) | fc = 1 / (2πRC) |
考生容易將低通與高通濾波器的電路架構搞混。記住電容的特性是「通高頻、阻低頻」,若電容並聯接地,高頻會被導引至地,輸出端只剩低頻,即為低通濾波器。此外,被動電路絕對沒有放大能力,增益絕不會大於1。