截止頻率- 維基百科,自由的百科全書 - Wikipedia
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在物理學和電機工程學中,一個系統的輸出信號的能量通常隨輸入信號的頻率發生變化(頻率響應)。
截止頻率(英語:Cutoff frequency)是指一個系統的輸出信號能量開始大幅 ...
截止頻率
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在物理學和電機工程學中,一個系統的輸出信號的能量通常隨輸入信號的頻率發生變化(頻率響應)。
截止頻率(英語:Cutofffrequency[1])是指一個系統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。
一個具有上限f1和下限f2截止頻率的帶通濾波器,以3分貝為界限
巴特沃斯濾波器頻率響應的波德圖,其中有標示截止頻率。
(其斜率為−20dB/decade,也可表示為−6dB/octave.)
目次
1概述
2電子學
2.1低通濾波器的截止頻率
2.2高通濾波器的截止頻率
2.3帶通濾波器的截止頻率與通帶寬度
2.4帶阻濾波器的截止頻率與通帶寬度
3遠程通信
4參考文獻
概述編輯
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電漿區振盪中有所應用。
電子學編輯
參見:波德圖和分貝
在電子學中,截止頻率是電路(例如導線、放大器、電子濾波器)輸出信號功率超出或低於傳導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頻率的一半,在波德圖上相當於為降低3分貝的位置所表示的功率,因為此時輸出電壓比例
1
/
2
≈
0.707
{\displaystyle\scriptstyle{\sqrt{1/2}}\\approx\0.707}
傳到頻帶上的輸出[2]。
低通濾波器的截止頻率編輯
低通濾波器
右圖所示為一個一階的低通濾波器。
它的截止頻率由下式決定:
f
0
=
1
2
π
R
C
{\displaystylef_{0}={\frac{1}{2\piRC}}}
[3]當信號頻率低於這個截止頻率時,信號得以通過;當信號頻率高於這個截止頻率時,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。
高通濾波器的截止頻率編輯
高通濾波器
右圖所示為一個一階的高通濾波器。
它的截止頻率由下式決定:
f
0
=
1
2
π
R
C
{\displaystylef_{0}={\frac{1}{2\piRC}}}
[3]當信號頻率高於這個截止頻率時,信號得以通過;當信號頻率低於這個截止頻率時,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。
帶通濾波器的截止頻率與通帶寬度編輯
帶通濾波器的振幅(功率)-頻率關係曲線
右圖所示的是一個帶通濾波器的波德圖。
如圖所示,
f
l
{\displaystylef_{l}}
和
f
r
{\displaystylef_{r}}
分別為低頻、高頻信號功率降低一半的點,即上下限截止頻率,兩個截止頻率中間的頻率範圍稱作「通帶寬度」,通帶中心的頻率
f
0
{\displaystylef_{0}}
稱作「中心頻率」。
通帶範圍內頻率的信號可以通過,頻率位於截止頻率兩側的信號則大幅衰減。
帶阻濾波器的截止頻率與通帶寬度編輯
圖中上半部分為帶阻濾波器的振幅(功率)-頻率關係曲線,下圖為相位-頻率關係曲線
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信號;而在其他頻率範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。
當Q因子夠大帶阻濾波器視為點濾波器,它的阻帶範圍極小
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)。
遠程通信編輯
在遠程通信中,截止頻率這個術語可以指信號傳輸在經過電離層、進而進行反射時所必需的頻率。
[4]
參考文獻編輯
^這個術語的英語翻譯還有cornerfrequency和breakfrequency
^VanValkenburg,M.E.NetworkAnalysis3rdedition. :383–384[2008-06-22].ISBN 0-13-611095-9.(原始內容存檔於2019-05-02). 引文格式1維護:冗餘文本(link)
^3.03.1童詩白、華成英主編.模拟电子技术基础(第四版).高等教育出版社.2006.ISBN 978-7-04-018922-3.
^張嘯飛(中山大學:電子與通信工程).《卫星通信受电离层的影响与改善方法》.中山大學學位論文.2006年.
取自「https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=截止頻率&oldid=68038312」
延伸文章資訊
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