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什么是通带截止频率?

发布时间:2012-12-19

截止频率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。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焦点,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。
 
截止频率

通带截止频率
通带截止频率是滤波器中的带通滤波器的截止频率。带通滤波器是只允许ƒ1——ƒ2间的频率成分通过,其他频率成分衰减为零。
 
低通滤波器的截止频率
无论是什么样的滤波器,一般都是指-3db的位置,也就是说从滤波器的通带的增益算起,下降-3db的位置。由于db的计算公式是20*log10(x),x为信号某一个频率上真正的幅值,所以稍加计算可得,-3db实际相当于频率增益下降到了原来的0.707,而不是一半。

对于低通滤波器,是低于某个频率为通带,高于某个频率为阻带。如果要输入9.5KHz~1.5KHz的方波,则9.5KHz~1.5KHz这些频率必须在通带之内,所以滤波器的截止频率要高于9.5KHz。
 
高通滤波器的截止频率



上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:

截止频率

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。
 
低通滤波器是阻止大于截止频率的信号通过。高通滤波器是阻止小于截止频率的信号通过,二者组合就会得到带通滤波器。 其他的滤波器基本都是在  RC 基本滤波器的基础上衍生出来的。
 
带通滤波器的截止频率与通带宽度

通带宽度

带通滤波器的振幅(功率)-频率关系曲线
上图所示的是一个带通滤波器的波德图。如图所示,fl和fr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f0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。
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