濾波器中截止頻率的理解1

2021-09-01 13:21:47 字數 1229 閱讀 7463

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

右圖所示為乙個一階的低通濾波器。它的截止頻率由下式決定:

當訊號頻率低於這個截止頻率時,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。

右圖所示為乙個一階的高通濾波器。它的截止頻率由下式決定:

當訊號頻率高於這個截止頻率時,訊號得以通過;當訊號頻率低於這個截止頻率時,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。

右圖所示的是乙個帶通濾波器的波德圖。如圖所示,

通帶範圍內頻率的訊號可以通過,頻率位於截止頻率兩側的訊號則大幅衰減。

與帶通濾波器相反, 帶阻濾波器可以抑制、衰減指定頻率附近範圍的訊號;而在其他頻率範圍的訊號則可以順利通過。右圖是乙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,帶阻濾波器只有乙個截止頻率(圖中兩條凹線的交點處)。

濾波器中截止頻率的理解

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