截止頻率- 维基百科,自由的百科全书
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在物理学和电机工程学中,一个系统的输出信号的能量通常随输入信号的频率发生变化(频率响应)。
截止频率(英語:Cutoff frequency)是指一个系统的输出信号能量开始 ...
截止頻率
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一个具有上限f1和下限f2截止频率的带通滤波器,以3分贝为界限
巴特沃斯滤波器频率响应的波德图,其中有标示截止频率。
(其斜率为−20dB/decade,也可表示为−6dB/octave.)
在物理学和电机工程学中,一个系统的输出信号的能量通常随输入信号的频率发生变化(频率响应)。
截止频率(英語:Cutofffrequency[1])是指一个系统的输出信号能量开始大幅下降(在带阻滤波器中为大幅上升)的边界频率。
目录
1概述
2电子学
2.1低通滤波器的截止频率
2.2高通滤波器的截止频率
2.3带通滤波器的截止频率与通带宽度
2.4带阻滤波器的截止频率与通带宽度
3远程通信
4参考文献
概述[编辑]
电子滤波器等信号传输通道中的诸如低通、高通、带通、带阻等频带特性都应用了截止频率的概念。
截止频率有时被定义为电子滤波器的导通频带和截止频带的交点,例如电路标称输出信号减3分贝的位置的频率。
在带阻滤波器中,截止频率则被定义在输出信号能量大幅上升(或大幅下降)、失去“阻止”(或失去“通过”)信号效果的位置。
在波导管或者天线的例子中,截止频率通常包括上限频率和下限频率。
截止频率的概念除了在电子工程有广泛应用,截止频率的概念还在等离子区振荡中有所应用。
电子学[编辑]
参见:波德图和分贝
在电子学中,截止频率是电路(例如导线、放大器、电子滤波器)输出信号功率超出或低于传导频率时输出信号功率的频率。
通常截止频率时输出功率为传导频率的一半,在波德图上相当于为降低3分贝的位置所表示的功率,因为此时輸出電壓比例
1
/
2
≈
0.707
{\displaystyle\scriptstyle{\sqrt{1/2}}\\approx\0.707}
传到频带上的输出[2]。
低通滤波器的截止频率[编辑]
低通滤波器
右图所示为一个一阶的低通滤波器。
它的截止频率由下式决定:
f
0
=
1
2
π
R
C
{\displaystylef_{0}={\frac{1}{2\piRC}}}
[3]
当信号频率低于这个截止频率时,信号得以通过;当信号频率高于这个截止频率时,信号输出将被大幅衰减。
这个截止频率即被定义为通带和阻带的界限。
高通滤波器的截止频率[编辑]
高通滤波器
右图所示为一个一阶的高通滤波器。
它的截止频率由下式决定:
f
0
=
1
2
π
R
C
{\displaystylef_{0}={\frac{1}{2\piRC}}}
[3]
当信号频率高于这个截止频率时,信号得以通过;当信号频率低于这个截止频率时,信号输出将被大幅衰减。
这个截止频率即被定义为通带和阻带的界限。
带通滤波器的截止频率与通带宽度[编辑]
带通滤波器的振幅(功率)-频率关系曲线
右图所示的是一个带通滤波器的波德图。
如图所示,
f
l
{\displaystylef_{l}}
和
f
r
{\displaystylef_{r}}
分别为低频、高频信号功率降低一半的点,即上下限截止频率,两个截止频率中间的频率范围称作“通带宽度”,通带中心的频率
f
0
{\displaystylef_{0}}
称作“中心频率”。
通带范围内频率的信号可以通过,频率位于截止频率两侧的信号则大幅衰减。
带阻滤波器的截止频率与通带宽度[编辑]
图中上半部分为带阻滤波器的振幅(功率)-频率关系曲线,下图为相位-频率关系曲线
与带通滤波器相反,带阻滤波器可以抑制、衰减指定频率附近范围的信号;而在其他频率范围的信号则可以顺利通过。
右图是一个带阻滤波器的波德图。
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
與带通滤波器有两个截止频率不同的是,带阻滤波器只有一个截止频率(图中两条凹线的交点处)。
远程通信[编辑]
在远程通信中,截止频率这个术语可以指信号传输在经过电离层、进而进行反射时所必需的频率。
[4]
参考文献[编辑]
^这个术语的英语翻译还有cornerfrequency和breakfrequency
^VanValkenburg,M.E.NetworkAnalysis3rdedition. :383–384[2008-06-22].ISBN 0-13-611095-9.(原始内容存档于2019-05-02). 引文格式1维护:冗余文本(link)
^3.03.1童诗白、华成英主编.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.
^张啸飞(中山大学:电子与通信工程).《卫星通信受电离层的影响与改善方法》.中山大学学位论文.2006年.
取自“https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=截止頻率&oldid=68038312”
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