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    -3dB、0.707與截止頻率

    發(fā)布人:liht1634 時(shí)間:2025-07-04 來源:工程師 發(fā)布文章

    目錄:

    1、什么是dB、dBm

    2、什么是0.707倍

    3、-3dB和0.707倍有什么聯(lián)系

    4、通過Multisim仿真論證


    1、什么是dB、dBm

    分貝是我國(guó)法定計(jì)量單位中的級(jí)差單位,表示為 dB,其定義為:“兩個(gè)同類功率量或可與功率類比的量之比值的常用對(duì)數(shù)乘以 10 等于 1 時(shí)的級(jí)差” 。

    根據(jù)上面的定義,分貝就是級(jí)差單位。簡(jiǎn)單來說,分貝 dB 就是用來表征兩個(gè)功率的比值關(guān)系,數(shù)值上等于功率比值取對(duì)數(shù)后再乘以 10。特別說明:dB 僅僅是一個(gè)比值,是一個(gè)數(shù),不是功率值,也不是電壓值。

    如此,P1 = 10000*P2時(shí),對(duì)應(yīng)40dB;P1 = 1000000*P2時(shí),對(duì)應(yīng) 60dB。這樣倍率關(guān)系表示起來非常簡(jiǎn)潔。

    舉例說明:

    輸入信號(hào)功率 P1 = 10W,經(jīng)過某電路后,輸出信號(hào)功率 P2 = 5W,那么這個(gè)電路的增益即為 -3dB,即衰減 3dB,功率降為原來的一半。

    2、什么是0.707

    當(dāng)保持輸入信號(hào)的幅度不變,改變頻率使輸出信號(hào)降至最大值的 0.707 倍,即為截止頻率,它是用來說明頻率特性指標(biāo)的一個(gè)特殊頻率。

    簡(jiǎn)單來說就是:輸出信號(hào)幅值衰減為輸入信號(hào)幅值的 0.707 倍時(shí),這個(gè)頻率就是截止頻率。原來這個(gè) 0.707 是電壓的比值關(guān)系

    3、-3dB和0.707倍有什么聯(lián)系

    根據(jù)上述推導(dǎo)公式,發(fā)現(xiàn):當(dāng) U1/U2 = 0.707 時(shí),取對(duì)數(shù)再乘以 20,正好等于 3 dB。因此,當(dāng)功率降為原來的一半,此時(shí)的電壓值降為原來的 0.707 倍。

    4、通過Multisim仿真論證

    1)搭建RLC低通濾波電路

    RLC低通濾波電路仿真參數(shù)設(shè)置如下圖所示。

    2)使用“交流分析”查看電路波特圖

    從上圖可以看出已經(jīng)發(fā)生了 LC 諧振,實(shí)際電路對(duì)阻尼的處理移步:如何提高電路的抗干擾能力之4)輸入端LC濾波器設(shè)計(jì)注意。

    3)調(diào)整品質(zhì)因數(shù)Q消除諧振

    R = 100Ω,L = 1mH,C = 1nF,計(jì)算下來,Q = 10 > 0.5(原因移步:通過RLC分析信號(hào)振鈴),處于欠阻尼狀態(tài),必然出現(xiàn)振鈴。如果要讓 Q ≤ 0.5,需要 R ≥ 2kΩ,這里就取 R = 2kΩ。再次看下幅頻特性曲線,如下圖,諧振果真被消除。

    4)找到電路的截止頻率

    雙擊波特表,打開 “Bode Plotter” 如下圖,-3dB 點(diǎn)對(duì)應(yīng)頻率約為 102kHz。

    也可以通過“交流分析”得到截至頻率。

    編輯5)設(shè)置截止頻率

    將輸入信號(hào)源 V1 的正弦波(均方根值為 5V)頻率設(shè)置到截止頻率 102KHz 上面。

    編輯

    在另外一篇文章“Multisim14.2仿真使用匯總之2)Bode圖繪制儀與交流分析”也有相關(guān)的描述。


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