由於工作原因一直在接觸濾波器,但是對其詳細概念和原理一知半解,所以一直想好好學習一下。最近終於抽出時間搜遍各種資料,但總覺得知識點太散,不太方便系統的理解,所以自己整理了一下,希望有所幫助。
第一次編輯發部落格,實在不易,word編輯好了,想直接拷貝上來還不行,公式無法複製,只好乙個個截圖,實在尷尬!是不是我沒掌握技巧。
文章參照和匯集多位大神之作,如有侵權還請給予諒解,謝謝!@長弓的堅持 @jasonleaster
//對濾波器截止頻率的解釋非常詳細,@長弓的堅持
//對bode圖的講解實在精妙,@jasonleaster
濾波器截止頻率的理解
在物理學
和電機工程學
中,乙個系統的輸出訊號的能量通常隨輸入訊號的頻率發生變化(頻率響應)。截止頻率(英語
:cutoff frequency[1]
)是指乙個系統的輸出訊號能量開始大幅下降(在帶阻濾波器中為大幅上公升)的邊界頻率。
電子濾波器
等訊號傳輸通道中的諸如低通、
高通、帶通、
帶阻等頻帶特性都應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通頻帶和截止頻帶的交點,例如電路標稱輸出訊號減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訊號能量大幅上公升(或大幅下降)、失去「阻止」(或失去「通過」)訊號效果的位置。在
波導管或者
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
有廣泛應用,截止頻率的概念還在
等離子區振盪
中有所應用。
參見:波德圖及分貝
在電子學中,截止頻率是電路(例如導線、
放大器、電子濾波器)輸出訊號功率超出或低於傳導頻率時輸出訊號功率的頻率。通常截止頻率時輸出功率為傳導頻率的一半,在
波德圖相當於為降低3分貝的位置所表示的功率,因為此時功率比例
當訊號頻率低於這個截止頻率f0時,訊號得以通過;當訊號頻率高於這個截止頻率時,訊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。
其中:1/rc 有頻率的量綱。如令
根據公式(2)
根據網路函式
一階低通濾波器matlab **
clear all
clcsyms s
hold on
%% abstract the object which is controled into a function 1/(s+1)
num = 1;
den = sym2poly(s+1);
g = tf(num,den);
bode(g);grid on;
得到bode圖如下:
結合幅頻特性和bode 圖來理解截止頻率似乎就明了了:
總結:小於截止頻率的訊號保持通過,大於截止頻率的訊號被截止,越大被攔截的越乾淨,所以稱之:低通濾波器
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