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對(duì)于我們常說的電路帶寬或系統(tǒng)帶寬,指的是增益為-3dB時(shí)的頻率點(diǎn),為什么選-3dB呢?
對(duì)于帶寬我們可以粗暴的理解為:系統(tǒng)的有效頻率范圍小于-3dB時(shí)的頻點(diǎn)。
簡單來說,比如一個(gè)系統(tǒng)-3dB的頻點(diǎn)是1Khz,那么只要系統(tǒng)輸入信號(hào)小于1Khz,系統(tǒng)都能正常輸出;對(duì)于所有超過1Khz的輸入信號(hào),系統(tǒng)都不會(huì)有輸出,輸出為0。
增益的計(jì)算公式是:
G為增益,A是電壓放大倍數(shù)(注意:是電壓放大倍數(shù)),Vo為輸出電壓,Vi為輸入電壓。
G=-3dB時(shí),A=0.707,換句話說,我們把系統(tǒng)放大倍數(shù)降低到0.707時(shí)的頻點(diǎn),定義為系統(tǒng)的帶寬,如下圖所示。
下圖是一個(gè)一階RC低通濾波器,截止頻率Fc=1/(2πRC)=1Khz,也就是說輸入1V的1Khz的信號(hào),輸出是0.707V&1Khz的信號(hào)。
紅色是輸入1Khz 1V的信號(hào),綠色是輸出是1Khz 0.7V的信號(hào)。
有同學(xué)會(huì)有這樣的想法,為什么不把放大倍數(shù)降低為50%作為系統(tǒng)帶寬?放大倍數(shù)低于50%的信號(hào)被抑制,放大倍數(shù)高于50%的信號(hào)可以正常通過系統(tǒng),以50%作為分水嶺(閾值)看起來更合理。
這是因?yàn)槲覀兛聪到y(tǒng)的帶寬是從功率(能量)的角度來看待的,上面系統(tǒng)增益的求解公式可改寫為下面的公式:
Po是輸出功率,Pi是輸入功率,Ap是功率放大倍數(shù)(注意:是功率放大倍數(shù)),當(dāng)系統(tǒng)增益G=-3dB時(shí),功率放大倍數(shù)Ap剛好等于50%。
我們是從功率的角度,以50%作為分水嶺,來區(qū)分通帶和阻帶,定義系統(tǒng)帶寬的。
概括來說,-3dB點(diǎn),即為半功率點(diǎn),你學(xué)廢了嗎?