为什么我们要为“1/sqrt(2) 幅度减小”选择截止频率?

信息处理 频率响应
2022-02-20 01:37:27

在此处输入图像描述

为什么我们不选择(计算)我们的带宽在两个紫色“点”之间?为什么那些紫色的点不代表“截止频率”的点?在右紫点之后(或左紫点之前)看这张图片的“频率分量”会被衰减(黄线+截止频率之后)。我假设我画的红线表示信号的分量既不会增加也不会减少幅度。按照这个逻辑,如果我想发送信号并(理论上)通过这个通道接收相同的信号(有这个响应),那么信号最好只有这两个紫色点之间的分量。右紫点或左紫点之后的任何信号分量都会被衰减,因此我们不会收到相同的信号(具有相同形状的信号)?

2个回答

我假设我画的红线表示信号的分量既不会增加也不会减少幅度。

那将是一个错误的假设。频率响应的幅度(几乎)从来都不是真正平坦的,您越放大就会看到这一点。这就是为什么您需要选择“频带边缘”到底是什么的约定。

与大多数约定一样,它有点武断。半功率的优点是,如果相邻滤波器具有相同的截止频率,则总功率将是平坦的。因此,如果将 1 kHz 高通和 1 kHz 低通的输出相加,则输出的能量总和将是平坦的,在交叉区域中没有下降或峰值。

-3dB 也不是唯一的约定:Linkwitz Riley 滤波器通常在标称截止时使用 -6dB。-3dB 对于参数 EQ 滤波器和高低搁架滤波器也没有多大意义。

所以这一切都取决于上下文,永远不要自动假设-3dB。

从根本上说,这是一个公认的惯例。最典型的属性可以表述为,与中心(或通带)频率相比,通道(滤波器)输出的功率在截止频率处下降到一半值。

但是你会问为什么不出来?因此,半功率比四分之一功率更有意义和有用。选择半功率可能有一些模糊(或被遗忘)的优点。可能在历史上与电话行业相关,因为该定义最典型地基于一个世纪前的通信行业。

请注意,半功率截止定义不适用于理想的频率选择滤波器。此外,模拟和数字滤波器设计技术也依赖于指定通带边缘和阻带拐角频率,而不仅仅是单个截止频率声明。