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    濾波器中關(guān)于截止頻率的理解

    發(fā)布時間:2019-03-25 責(zé)任編輯:wenwei

    【導(dǎo)讀】在物理學(xué)和電機工程學(xué)中,一個系統(tǒng)的輸出信號的能量通常隨輸入信號的頻率發(fā)生變化(頻率響應(yīng))。截止頻率(英語:Cutoff frequency[1])是指一個系統(tǒng)的輸出信號能量開始大幅下降(在帶阻濾波器中為大幅上升)的邊界頻率。
     
    概  述
     
    電子濾波器等信號傳輸通道中的諸如低通、高通、帶通、帶阻等頻帶特性都應(yīng)用了截止頻率的概念。截止頻率有時被定義為電子濾波器的導(dǎo)通頻帶和截止頻帶的交點,例如電路標(biāo)稱輸出信號減3分貝的位置的頻率。在帶阻濾波器中,截止頻率則被定義在輸出信號能量大幅上升(或大幅下降)、失去“阻止”(或失去“通過”)信號效果的位置。在波導(dǎo)管或者天線的例子中,截止頻率通常包括上限頻率和下限頻率。
     
    截止頻率的概念除了在電子工程有廣泛應(yīng)用,截止頻率的概念還在等離子區(qū)振蕩中有所應(yīng)用。
     
    濾波器中關(guān)于截止頻率的理解
     
    電 子 學(xué)
     
    參見:波德圖及分貝
     
    在電子學(xué)中,截止頻率是電路(例如導(dǎo)線、放大器、電子濾波器)輸出信號功率超出或低于傳導(dǎo)頻率時輸出信號功率的頻率。通常截止頻率時輸出功率為傳導(dǎo)頻率的一半,在波德圖上相當(dāng)于為降低3分貝的位置所表示的功率,因為此時功率比例濾波器中關(guān)于截止頻率的理解傳到頻帶上的輸出功率。
     
    濾波器中關(guān)于截止頻率的理解
     
    低通濾波器的截止頻率
     
    右圖所示為一個一階的低通濾波器。它的截止頻率由下式?jīng)Q定:
     
    濾波器中關(guān)于截止頻率的理解
     
    當(dāng)信號頻率低于這個截止頻率時,信號得以通過;當(dāng)信號頻率高于這個截止頻率時,信號輸出將被大幅衰減。這個截止頻率即被定義為通帶和阻帶的界限。
     
    濾波器中關(guān)于截止頻率的理解
     
    高通濾波器的截止頻率
     
    右圖所示為一個一階的高通濾波器。它的截止頻率由下式?jīng)Q定:
     
    濾波器中關(guān)于截止頻率的理解
     
    當(dāng)信號頻率高于這個截止頻率時,信號得以通過;當(dāng)信號頻率低于這個截止頻率時,信號輸出將被大幅衰減。這個截止頻率即被定義為通帶和阻帶的界限。
     
    濾波器中關(guān)于截止頻率的理解
     
    帶通濾波器的截止頻率與通帶寬度
     
    濾波器中關(guān)于截止頻率的理解
     
    通帶范圍內(nèi)頻率的信號可以通過,頻率位于截止頻率兩側(cè)的信號則大幅衰減。
     
    濾波器中關(guān)于截止頻率的理解
     
    帶阻濾波器的截止頻率與通帶寬度
     
    與帶通濾波器相反, 帶阻濾波器可以抑制、衰減指定頻率附近范圍的信號;而在其他頻率范圍的信號則可以順利通過。右圖是一個帶阻濾波器的波德圖。
     
    與帶通濾波器有兩個截止頻率不同的是,帶阻濾波器只有一個截止頻率(圖中兩條凹線的交點處)。
     
    濾波器中關(guān)于截止頻率的理解
     
     
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