一阶低通滤波器中该如何选值R和C

问题：一阶低通滤波器中，当RC乘积确定，该如何选值R和C?

例如设计低通滤波器的截止频率为1.59KHz; 如下选值看似都行

1KΩ和100nF

100KΩ和1nF

10MΩ和10pF

那该怎么选择?

滤波电路并不是单独存在的，而是要放到整个电路中来思考; 在电路分析中为了简化分析，通常用输入阻抗，输出阻抗来将复杂电路进行简化，如下图所示，对于接收模块，输入阻抗越大越好，对于输出模块，输出阻抗越小越好;

一、若RC电路当成接收模块，则输入阻抗：

R变小会加重前级负载，是不利的;

二、若RC电路当成输出模块，则输出阻抗：

R越小，会使得RC电路的输出阻抗变小，有利于级间传递

除了从输入阻抗和输出阻抗考虑外，还需考虑电容容值的影响：若电容容值很大，那么电容的类型就从陶瓷电容变为电解电容，在滤波电路中，应尽量避免使用电解电容; 若容值很小，可能与周边的杂散电容接近，也应避免;

例一，输入阻抗太小

上图为四个同样的电路，只是输出滤波的电阻、电容值不一样，仿真结果如下：

可以看出VF4开始变形了，VF5变形非常严重，VF2和VF3是可以接受的，根源在于VF4和VF5的输入阻抗太小，运放带不动;

例二，输出阻抗过大

相同的电路，只是滤波电路的电阻电容选值不一样，仿真结果如下

VF2与标准VF5的很近似，VF3和VF4都出问题，根源在于输出阻抗与后级电路中电阻43.99K相比不能忽略; 根据前面的公式可知，在特征频率下的输出阻抗为0.707R，VF3和VF4的输出阻抗分别为：112Ω、1.1K，而VF2的输出阻抗为0.707*15.91

= 11Ω;

例三，电阻太大、电容太小带来的问题

两个相同的电路，RC一个选值为1K、10nF; 另一个选值为10M、1pF; 仿真结果如下：

由于电阻R6=10M，导致在静态下，输出为952.2mV(因为运放有输入偏置电流47.72nA 经过10M

的电阻会产生477.2mV的输入失调电压，经过2倍的放大，输出为952.2mV)

电容为1pF的，仿真截止频率为1.33KHz，产生的原因是杂散电容与1pF电容并联，导致截止频率降低;

总结：

电阻太小，需要考虑输入阻抗小(累死前级)、以及功耗大等问题

电阻太大，需要考虑输出阻抗大(后级难设计)，偏置电流演变失调电压、噪声大等问题;

电容太小，容易被杂散电容影响;

电容太大，进入uF级别，应避免使用电解电容;