滤波器截止频率与频响曲线的关系
带通滤波器截止频率相位差
带通滤波器截止频率相位差
带通滤波器是一种能够允许特定频率范围内的信号通过的滤波器。
它有上下两个截止频率，分别为低频截止频率和高频截止频率。
在带通滤波器中，截止频率是指信号的幅度响应下降到其最大值的70.7%时对应的频率。
截止频率通常用于确定滤波器的频率特性。
相位差是指信号在通过滤波器时所引起的相位变化。
在带通滤
波器中，信号的相位差取决于信号频率和滤波器的特性。
一般来说，带通滤波器在通过信号时会引起不同频率的信号具有不同的相位差，这种相位差的变化被称为相位响应。
带通滤波器的截止频率和相位差之间存在一定的关系。
当信号
通过带通滤波器时，滤波器会对不同频率的信号引起不同的相位延迟，这导致通过滤波器后的信号的相位发生变化。
因此，带通滤波
器的截止频率会影响滤波器对不同频率信号的相位响应，进而影响
滤波器对信号的频率特性。
总的来说，带通滤波器的截止频率和相位差是带通滤波器频率
特性的重要参数，它们决定了滤波器对不同频率信号的响应和相位
变化情况。
在设计和应用带通滤波器时，需要充分考虑截止频率和
相位差对滤波器性能的影响，以确保滤波器能够满足特定的信号处理需求。
常用滤波器的频率特性分析
常用滤波器的频率特性分析摘要：滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其它频率成分。
在测试装置中，利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。
滤波器对实现电磁兼容性是很重要的。
本文所述内容主要有滤波器概述及原理、种类等。
尽管数字滤波技术已得到广泛应用，但模拟滤波在自动检测、自动控制以及电子测量仪器中仍被广泛应用。
故对常见滤波器中低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器，EMI 滤波器，从频率出发，进行特性分析。
一、引言滤波器，是一种用来消除干扰杂讯的器件，将输入或输出经过过滤而得到纯净的直流电。
对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路，就是滤波器，其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率。
滤波器通常分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
二、原理滤波器一般有两个端口，一个输入信号、一个输出信号利用这个特性可以将通过滤波器的一个方波群或复合噪波，而得到一个特定频率的正弦波。
滤波器是由电感器和电容器构成的网路，可使混合的交直流电流分开。
电源整流器中，即借助此网路滤净脉动直流中的涟波，而获得比较纯净的直流输出。
最基本的滤波器，是由一个电容器和一个电感器构成，称为L型滤波。
所有各型的滤波器，都是集合L型单节滤波器而成。
基本单节式滤波器由一个串联臂及一个并联臂所组成，串联臂为电感器，并联臂为电容器。
在电源及声频电路中之滤波器，最通用者为L型及π型两种。
就L型单节滤波器而言，其电感抗XL与电容抗XC，对任一频率为一常数，其关系为XL·XC=K2故L型滤波器又称为K常数滤波器。
倘若一滤波器的构成部分，较K常数型具有较尖锐的截止频率（即对频率范围选择性强），而同时对此截止频率以外的其他频率只有较小的衰减率者，称为m常数滤波器。
所谓截止频率，亦即与滤波器有尖锐谐振的频率。
通带与带阻滤波器都是m常数滤波器，m为截止频率与被衰减的其他频率之衰减比的函数。
3dB带宽、截止频率、通频带等概念的定义
3dB带宽的定义、理解dB是功率增益的单位，表示一个相对值。
当计算A的功率相比于B大或小多少个dB时，可按公式10lgA／B计算。
例如：A功率比B功率大一倍，那么10lgA ／B＝10lg2＝3dB，也就是说，A的功率比B的功率大3dB；如果A的功率为46dBm，B的功率为40dBm，则可以说，A比B大6dB；如果A天线为12dBd，B天线为14dBd，可以说A比B小2dB。
dBm是一个表示功率绝对值的单位，计算公式为：10lg功率值／1mW。
例如：如果发射功率为1mW，按dBm单位进行折算后的值应为：10lg1mW／1mW＝0dBm；对于40W的功率，则10lg（40W／1mW）＝46dBm。
3dB带宽是通过功率得出的，简单的讲就是指损耗下降3dB时对应的频率间隔，是带宽的定义，你可以把13GHz带宽示波器前端看作是一带通滤波器，若该滤波器的带宽足够高，所有信号会都进来，反之，信号的高频成分会被滤掉（衰减掉），因此您可以画一个功率/幅值vs频率曲线图，当输入一13GHz正弦波，其示波器上显示的幅值是被测对象实际幅值的70.7％左右，换算成dB值是， -3dB,换算成功率是半功率点，这就是-3dB带宽的定义。
-3dB带宽的理解-3dB带宽指幅值等于最大值的二分之根号二倍时对应的频带宽度。
幅值的平方即为功率，平方后变为1/2倍，在对数坐标中就是-3dB的位置了，也就是半功率点了，对应的带宽就是功率在减少至其一半以前的频带宽度，表示在该带宽内集中了一半的功率。
3dB--指的是比峰值功率小3dB（就是峰值的50％）的频谱范围的带宽；6dB--同上，6dB对应的是峰值功率的25％。
截止频率用来说明电路频率特性指标的特殊频率。
当保持电路输入信号的幅度不变，改变频率使输出信号降至最大值的0.707倍，或某一特殊额定值时该频率称为截止频率。
在高频端和低频端各有一个截止频率，分别称为上截止频率和下截止频率。
两个截止频率之间的频率范围称为通频带。
频率曲线介绍
点正是频率响应曲线相关介绍指将一个以恒电压输出的音频信号与系统相连接时，音箱产生的声压随频率的变化而发生增大或衰减、相位随频率而发生变化的现象，这种声压和相位与频率的相关联的变化关系(变化量)称为频率响应，单位分贝(Db)。
音响系统的频率特性常用分贝刻度的纵坐标表示功率和用对数刻度的横坐标表示频率的频率响应曲线来描述。
当声音功率比正常功率低3dB时，这个功率点称为频率响应的高频截止点和低频截止点。
高频截止点与低频截止点之间的频率，即为该设备的频率响应；声压与相位滞后随频率变化的曲线分别叫作“幅频特性”和“相频特性”，合称“频率特性”。
这是考察音箱性能优劣的一个重要指标，它与音箱的性能和价位有着直接的关系，其分贝值越小说明音箱的频响曲线越平坦、失真越小、性能越高。
如：一音箱频响为60Hz～18kHz ＋/－3dB。
这两个概念有时并不区分，就叫作频响。
从理论上讲，20～20000Hz的频率响应足够了。
低于20Hz的声音，虽听不到但人的其它感觉器官却能觉察，也就是能感觉到所谓的低音力度，因此为了完美地播放各种乐器和语言信号，放大器要实现高保真目标，才能将音调的各次谐波均重放出来。
所以应将放大器的频带扩展，下限延伸到20Hz以下，上限应提高到20000Hz以上。
对于信号源(收音头、录音座和激光唱机等)频率响应的表示方法有所不同。
例如欧洲广播联盟规定的调频立体声广播的频率响应为40～15000Hz时十／—2dB，国际电工委员会对录音座规定的频率响应最低指标：40～12500Hz时十／—2．5十／—4．5dB(普通带)，实际能达到的指标都明显高于此数值。
CD机的频率响应上限为20000Hz，低频端可做到很低，只有几个赫兹，这是CD机放音质量好的原因之一。
但是，构成声音的谐波成分是非常复杂的，并非频率范围越宽声音就好听，不过这对于中低档的多媒体音箱来讲还是基本正确的。
在标注频率响应中我们通常都会看到有“系统频响”和“放大器频响”这两个名词，要知道“系统频响”总是要比“放大器频响”的范围小，所以只标注“放大器频响”则没有任何意义，这只是用来蒙骗一些不知情的消费者的。
滤波器的频响特性测定实验
(0.53,42.37)
(2.42,141.09)
无源低通无源高通
无源带通无源带阻
六 数据结果分析
1.实验过程中出现数据问题，即测得的Y轴的值要比X轴所测的值要大，因为实验中的输出波形的最大幅度应该要比输入波形要小，因此实验的误差可能是由于实验箱内的元件老化或者损坏，也可能是示波器所测得的结果出现问题。
广州大学
《信号与系统实验》
综合设计性实验
报告册
实验项目模拟滤波器的特性测定
一实验目的：
1.了解RC无源和有源滤波器的种类、基本结构及其特性。
2.对比研究无源和有源滤波器的滤波特性。
3.学会列写无源和有源滤波器的方法。
4.推导RC无源和有源滤波器的系统函数。
5.用扫频法测试各个滤波器的幅频特性。
6.绘制滤波器的幅频特性曲线。
4.同样按此方法测试无源高通、无源带通、无源带阻滤波器及另外4个有源滤波器的幅频特性。
5.记录各个滤波器用扫频法得到的李莎育图形，绘制滤波器的幅频特性曲线。
五数据处理及实验结果表示：
1.李沙育图
（a）无源低通（b）有源低通
（c）无源高通（d）有源高通
（e）无源带通（f）有源带通
（g）无源带阻（h）有源带阻
2.05
10.54
4.80
12.84
8.02
4.81
6.10
18.21
12.50
4.80
6.41
2.58
11.62
扫频源频段
4
7
3
4数据处理ຫໍສະໝຸດ (0.43,36.53)(2.19,129.06)
(2.67,21.77)
(1.67,17.89)
滤波器的主要特性指标
滤波器的主要特性指标电子知识1、特征频率：①通带截频fp=wp/(2p)为通带与过渡带边界点的频率，在该点信号增益下降到一个人为规定的下限。
②阻带截频fr=wr/(2p)为阻带与过渡带边界点的频率，在该点信号衰耗(增益的倒数)下降到一人为规定的下限。
③转折频率fc=wc/(2p)为信号功率衰减到1/2(约3dB)时的频率，在很多情况下，常以fc作为通带或阻带截频。
④固有频率f0=w0/(2p)为电路没有损耗时，滤波器的谐振频率，复杂电路往往有多个固有频率。
2、增益与衰耗滤波器在通带内的增益并非常数。
①对低通滤波器通带增益Kp一般指w=0时的增益;高通指w→∞时的增益;带通那么指中心频率处的增益。
②对带阻滤波器，应给出阻带衰耗，衰耗定义为增益的倒数。
③通带增益变化量△Kp指通带内各点增益的最大变化量，如果△Kp以dB为单位，那么指增益dB值的变化量。
3、阻尼系数与品质因数阻尼系数是表征滤波器对角频率为w0信号的阻尼作用，是滤波器中表示能量衰耗的一项指标。
阻尼系数的倒数称为品质因数，是*价带通与带阻滤波器频率选择特性的一个重要指标，Q= w0/△w。
式中的△w为带通或带阻滤波器的3dB 带宽， w0为中心频率，在很多情况下中心频率与固有频率相等。
4、灵敏度滤波电路由许多元件构成，每个元件参数值的变化都会影响滤波器的性能。
滤波器某一性能指标y对某一元件参数x变化的灵敏度记作Sxy，定义为： Sxy=(dy/y)/(dx/x)。
该灵敏度与测量仪器或电路系统灵敏度不是一个概念，该灵敏度越小，标志着电路容错能力越强，稳定性也越高。
5、群时延函数当滤波器幅频特性满足设计要求时，为保证输出信号失真度不超过允许范围，对其相频特性∮(w)也应提出一定要求。
在滤波器设计中，常用群时延函数d∮(w)/dw*价信号经滤波后相位失真程度。
群时延函数d∮(w)/dw越接近常数，信号相位失真越小。
IBIS模型是一种基于V/I曲线对I/O BUFFER快速准确建模方法，是反映芯片驱动和接收电气特性一种国际标准，它提供一种标准文件格式来记录如驱动源输出阻抗、上升/下降时间及输入负载等参数，非常适合做振荡和串扰等高频效应计算与仿真。
滤波器的参数选择与优化
滤波器的参数选择与优化滤波器在信号处理中扮演着重要的角色，它可以去除噪声、调整信号的频率特性等。
为了使滤波器的性能达到最佳状态，我们需要选择和优化滤波器的参数。
本文将探讨滤波器参数选择与优化的方法。
一、滤波器参数的选择在选择滤波器参数之前，我们需要明确滤波器的类型和应用场景。
常用的滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
根据不同的应用需求，我们可以选择对应的滤波器类型。
1.1 截止频率截止频率是指滤波器开始起作用的频率点，对于不同类型的滤波器，截止频率的选择有所不同。
在选择截止频率时，需要考虑需要滤除的信号部分以及需要保留的信号部分。
如果是低通滤波器，截止频率应该选择在需要保留的低频信号之后；如果是高通滤波器，则应选择在需要滤除的高频信号之前。
1.2 阶数滤波器的阶数决定了滤波器对信号的衰减程度。
阶数越高，滤波器对信号的衰减越大。
在选择阶数时，需要考虑信号的复杂程度以及对滤波的要求。
一般来说，阶数越高，滤波器的性能越好，但也会导致计算量增加和响应时间延长。
1.3 其他参数除了截止频率和阶数外，滤波器还有其他一些参数需要选择和优化，如滤波器类型、滤波器的幅频响应等。
这些参数的选择需要根据具体的应用需求来确定。
二、滤波器参数的优化在进行滤波器参数的优化时，我们可以采用多种方法来实现。
下面介绍几种常见的优化方法。
2.1 极点和零点的调整极点和零点是滤波器的重要参数，它们直接影响滤波器的频率响应。
通过调整极点和零点的位置，可以改变滤波器的频率特性。
极点的位置决定了滤波器的带宽和衰减特性，零点的位置则影响滤波器的幅频响应曲线。
2.2 窗函数法窗函数法是一种常用的滤波器设计方法，它通过选择不同的窗函数来实现滤波器的优化。
常用的窗函数有矩形窗、汉宁窗、黑曼窗等。
通过选择不同的窗函数，可以调整滤波器的频率响应和滤波器的衰减特性。
2.3 频域优化方法频域优化方法是一种基于频谱分析的滤波器参数优化方法。
二阶低通滤波电路 谐振频率和截止频率
二阶低通滤波电路是一种常见的电路结构，用于去除输入信号中高于特定频率的成分，从而实现信号的滤波效果。
在这篇文章中，我将从简到繁地探讨二阶低通滤波电路的工作原理、谐振频率和截止频率，以及对于电路设计和应用的个人观点和理解。
1. 二阶低通滤波电路的工作原理二阶低通滤波电路由电容和电感组成，其工作原理基于信号在电容和电感之间的交换。
当输入信号的频率较低时，电感对信号的阻抗较小，信号能够通过电感并输出；而当输入信号的频率较高时，电感对信号的阻抗增大，信号被滤除。
通过这种方式，二阶低通滤波电路可以有效地去除高频噪声，保留低频信号。
2. 谐振频率和截止频率谐振频率和截止频率是二阶低通滤波电路中两个重要的参数。
谐振频率是指当电路达到最大振幅时的频率，而截止频率则是指电路开始对信号进行滤波的频率。
在二阶低通滤波电路中，谐振频率和截止频率之间存在着一定的关系。
当输入信号的频率接近或等于谐振频率时，电路会出现明显的共振现象，而当输入信号的频率超过截止频率时，电路将开始对信号进行滤波。
了解谐振频率和截止频率对于设计和使用二阶低通滤波电路至关重要。
3. 个人观点和理解作为一种常见的电路结构，二阶低通滤波电路在现代电子领域中有着广泛的应用。
在实际应用中，我们需要根据具体的信号特性和滤波需求来选择合适的谐振频率和截止频率，以达到最佳的滤波效果。
合理设计电容和电感的数值，结合合适的电路拓扑，也是保证二阶低通滤波电路性能稳定和可靠运行的关键。
总结：通过本文的介绍，我们对二阶低通滤波电路的工作原理、谐振频率和截止频率有了一定的了解。
在实际应用中，我们需要综合考虑电路参数的选择、信号特性和滤波要求，才能设计出性能优良的二阶低通滤波电路。
在知识网站上进行讨论，有助于阅读和技术交流的广度和深度。
二阶低通滤波电路是一种常见的电路结构，被广泛应用于通信、音频处理、控制系统等各个领域。
它通过对输入信号进行频率选择性的抑制，能够有效地去除高频噪声，保留低频信号，从而实现信号的滤波效果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
截止频率
| | (2013-10-07 23:50:04)
转载▼
分类：Vision
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（英语：Cutoff frequency —）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。
概述
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
参见：波德图及分贝
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，因为此时功率比例它:①将能m传到频带上的
Slk^fwdl
输出功率［2］。
低通滤波器的截止频率
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：
严—翻字
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
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：
JQ_2TT RC固
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
右图所示的是一个带通滤波器的波德图。
如图所示，和「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
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。
与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）。