RC回路
回路の特性は周波数領域でも表現できる。周波数領域で解析することで、回路(フィルタ)がどの周波数を通過/除去するかを知ることができる。この解析は、周波数が非常に高くなるときや非常に低くなるときの利得がどうなるかを検討する際にも重要である。
ω → ∞ {\displaystyle \omega \to \infty } となるとき:
G C → 0 {\displaystyle G_{C}\to 0} G R → 1 {\displaystyle G_{R}\to 1}
ω → 0 {\displaystyle \omega \to 0} となるとき:
G C → 1 {\displaystyle G_{C}\to 1} G R → 0 {\displaystyle G_{R}\to 0}
となる。
すなわち、コンデンサにかかる電圧を出力としたとき、高周波は減衰(除去)し、低周波は通過する。したがって、この回路は低周波濾波器として機能する。しかし、抵抗器にかかる電圧を出力とすると、高周波は通過し、低周波は除去される。この場合はこの回路が高周波濾波器として機能する。
フィルタが通過させる周波数の範囲を、そのフィルタの帯域幅という。フィルタによって信号の電力が本来の半分に減衰させられる周波数を遮断周波数と呼ぶ。そのとき、回路の利得は次のようになる。
G C = G R = 1 2 {\displaystyle G_{C}=G_{R}={\frac {1}{\sqrt {2}}}}
この値を上掲の式に当てはめると