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-3dB、0.707与截止频率

bigegpt 2024-08-15 19:43 2 浏览

目录:

1、什么是dB、dBm

2、什么是0.707

3、-3dB和0.707有什么联系

4、Multisim仿真论证

1)搭建RLC低通滤波电路

2)使用“交流分析”查看电路波特图

3)调整品质因数Q消除谐振

4)找到电路的截止频率

5)设置截止频率


1、什么是dB、dBm

分贝是我国法定计量单位中的级差单位,表示为dB,其定义为:“两个同类功率量或可与功率类比的量之比值的常用对数乘以10等于1时的级差” 。

根据上面的定义,分贝就是级差单位。简单来说,分贝dB就是用来表征两个功率的比值关系,数值上等于功率比值取对数后再乘以10。特别说明:dB仅仅是一个比值,是一个数,不是功率值,也不是电压值。

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? 如此,P1=10000*P2时,对应40dB。P1 = 1000000*P2时,对应60dB。这样倍率关系表示起来非常简洁。

举例说明:

输入信号功率P1 = 10W,经过某电路后,输出信号功率P2 = 5W,那么这个电路的增益即为-3dB,即衰减3dB功率降为原来的一半

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另外有关高频电路以及EMC(EMC、抗干扰)的dBm、dBuV等概念请移步:电磁理论与天线技术。

2、什么是0.707

当保持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,即为截止频率,它是用来说明频率特性指标的一个特殊频率。

简单来说就是:输出信号幅值衰减为输入信号幅值的0.707倍时,这个频率就是截止频率。原来这个0.707是电压的比值关系

3、-3dB和0.707有什么联系

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根据上述推导公式,发现:当U1/U2 = 0.707时,取对数再乘以20,正好等于-3dB。因此,当功率降为原来的一半,此时的电压值降为原来的0.707倍。

4、Multisim仿真论证

1)搭建RLC低通滤波电路

原文件下载请移步:RLC低通滤波电路仿真,采用Multisim仿真(Multisim14.2仿真使用汇总)。参数设置如下图所示。

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2)使用“交流分析”查看电路波特图

“交流分析”使用方法移步:Multisim14.2仿真使用汇总之6、功率计、Bode图绘制仪与交流分析

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?从上图可以看出已经发生了LC谐振。

3)调整品质因数Q消除谐振

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R = 100Ω,L = 1mH,C = 1nF,计算下来,Q = 10 > 0.5(原因移步:通过RLC分析信号振铃),处于欠阻尼状态,必然出现振铃。如果要让Q ≤ 0.5,需要R ≥ 2kΩ,这里就取R = 2kΩ。再次看下幅频特性曲线,如下图,谐振果真被消除。?

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4)找到电路的截止频率

双击波特表,打开“Bode Plotter”如下图,-3dB点对应频率约为102kHz。

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? 也可以通过“交流分析”得到截至频率。

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5)设置截止频率

将输入信号源V1的正弦波(幅值为5V)频率设置到截止频率102KHz上面。

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在另外一篇文章“Multisim14.2仿真使用汇总之2)Bode图绘制仪与交流分析”也有相关的描述。

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