为了表征信号,通常使用从峰值(半功率)确定 -3dB 的带宽。此外,滤波器的截止频率指向 -3dB。为什么我们使用这个规则?
为什么我们在 -3dB 处测量带宽?
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2022-02-11 03:03:09
3个回答
这是一个常见的值,因为在处,信号的功率降低到其值的一半。我将展示一个简短的示例以使其更清楚。
假设您有一个幅度为的信号。如果我们将其幅度降低,新的幅度将接近。
信号的功率与其幅度的平方成正比。为简单起见,我们假设电阻为,我们将在该电阻上计算耗散功率。因此,最初我们会有
但减少后,我们有一个力量
功率已降至其原始值的一半。这就是为什么点通常用于表征与频率相关的属性。
作为对 Tendero 答案的补充,将带边定义为 -3.01 dB 或“半功率”频率在数学上更简单。最简单的例子是一阶低通滤波器:
频率响应通过代入:获得。然后
那么频率响应的功率谱就是频率响应的幅度平方:
可以看到,当(或 DC)时,功率增益为,即峰值增益。
当时,功率增益为是峰值功率增益的一半。当在一阶低通滤波器中归一化是半功率频率。
3(dB)经验法则的另一个来源是两个目标/信号/源必须分开多远才能使人眼区分两者。例如,如果您有两个矩形函数,则其中一个的边缘必须超过另一个的 -3(dB) 边缘,这样它们才不会看起来像一个单独的矩形函数。