Thomas O
2010-11-19 19:46:05 UTC
我的示波器具有100 MHz -3dB帶寬。 -3dB為0.707單位（sqrt（2）/ 2）。這是什麼意思，為什麼衰減70.7％？此衰減級別有什麼特殊原因嗎？
題:
五 答案:
Kellenjb
2010-11-19 20:09:28 UTC
使用dB時的電壓與功率
-3dB點也稱為“半功率”點。在電壓上，對於為什麼我們使用它可能沒有任何意義（ \ $ \ sqrt {2} / 2 \ $ span>），但讓我們看一個例子
首先， \ $ P = V ^ {2} / R \ $ span>，但讓假設R為常數1 \ $ \ Omega \ $ span>。由於常數為1歐姆，我們可以將其全部從等式中刪除。
假設您有一個6 V信號，則其功率為 \ $ （6 \ text {V}）^ 2 = 36 \ text {W} \ $ span>。
現在我得到-3dB點， \ $ 6 \ text {V} \ cdot \ left（\ frac {\ sqrt {2}} {2} \ right）= 4.2426 \ text {V} \ $ span>。
現在開始獲取在-3dB點處的功率， \ $ 4.2426 \ text {V} ^ 2 = 18 \ text {W} \ $ span>。
所以最初我們有36 W，現在有18 W（當然是36 W的一半）。
-3dB在濾波器中的應用
-3dB點通常用於各種類型的濾波器（低通，帶通，高通...）。只是說濾波器在該頻率上切斷了一半的功率。它下降的速度取決於您所使用的系統的順序。高階可以越來越接近“磚牆”過濾器。磚牆濾波器就是這樣一種濾波器，它在截止頻率之前為0dB（信號不變），而在截止頻率為-∞dB（信號未通過）之後。
為什麼要過濾輸入到窺鏡？
很多原因。所有設備（模擬或數字設備）都必須對信號進行處理。您可以像電壓跟隨器一樣簡單，也可以更複雜一些，例如在屏幕上顯示信號或將信號轉換為音頻。將信號轉換為可用信號所需的所有設備均具有與頻率相關的屬性。一個簡單的例子就是運算放大器及其GBWP。處理。當顯微鏡說其-3dB點為100 MHz時，他們表示他們在其輸入端放置了一個低通濾波器，其截止頻率（-3dB點）為100 MHz。
我在寫作或多或少都差不多的過程中走了一半。你打敗它:-(
@Ian這發生在我身上很多次。隨時發布它，有時社區會更好地理解稍微不同的觀點。
好的，但是為什麼示波器的一半功率很重要？輸入所消耗的功率應該非常低-實際上，由於1兆歐的電阻，無論頻率是多少，它都應該保持恆定（至少忽略了寄生效應）。
示波器內部將有許多東西，這些東西在一定程度上取決於頻率。當他們給示波器打分時，他們只是說您將能夠在3db之內獲得高達該頻率的準確讀數。
@Kellenjb: +1（輕微地）強調功率降低3 dB與電壓不同。
-1
您確保要採樣的任何設備都不會出現混疊現象，這可能會在模擬O型鏡中發生，其中繪圖元素以一定速度運動。
@Kortuk:問題不僅僅是別名。給定幅度的AC信號將以與頻率成比例的速率變化，並且許多電路的某些部分在變化太快的信號上無法正常工作。如果設備有一個濾波器以6dB /倍頻程（將頻率減半）的頻率衰減較高的頻率，則可以保證如果輸入幅度保持在一定水平以下，則輸出的變化率將保持不變低於設備的限制。如果不包括這樣的濾波器，那麼最大的無失真輸入電平...
...將由輸入信號中存在的頻率確定。在諸如示波器之類的東西中，這將特別令人討厭，在這種情況下，可能直到一個人測量了輸入信號才知道輸入信號的頻率特性，但是直到一個人測量了信號才知道輸入信號的幅度是多少。
嚴格來說，半功率不是-3dB，而是\ $ 20 \ cdot log \ left（\ dfrac {\ sqrt {2}} {2} \ right）\ approx -3.0103 \ text {dB} \ $但對於大多數而言，它已經足夠接近目的。
在10年後發出響聲，但沒有人指出在物理上存在3dB點，因為對阻抗的無功貢獻與分壓器（例如濾波器）中的電阻貢獻相匹配。當兩者相等時，複數平面上的阻抗相量具有root（2）的大小（並跟隨其一半為Vout / Vin）。Xc = 1 /（2pi * f * c）且Zt = sqrt（R ^ 2 + Xc ^ 2），而.707 ...恰好落在那上面。
RMAAlmeida
2010-11-19 19:53:44 UTC
一階高通或低通濾波器的波特圖上的模量圖形可以用兩條線近似。與實線相比，兩條線相交的點為-3db。這個點稱為截止頻率。
因此，許多系統被設計為在正常條件下運行，直到它們損失最大3db時達到截止頻率。如果您使用高於該頻率的信號進行操作，則該信號可能會進一步衰減。
Wikipedia中有關連續低通濾波器的更多信息。
vipin yadav
2014-08-28 21:46:30 UTC
-3dB，來自20 Log（0.707）或10 Log（0.5）。當電壓從最大值減小到0.707Max或將功率從最大值減小到一半時，確定信號的帶寬。
這並沒有增加其他答案的含義。
答案簡短，但有幫助。我不接受關於可接受答案的許多技術術語，以及為什麼要對sqr（2）/ 2使用多個6V電壓，直到我閱讀此答案將“半功率”與0.5關聯起來，然後事情才開始變得有意義。
dimsum88
2017-01-31 23:27:02 UTC
Kellenjb的回答非常好，我只是想添加一個網頁，當我閱讀有關-3db的內容時，該頁面給了我一個“哦”的時刻。也許有助於可視化。
我閱讀了有關帶通濾波器的指南，其中包括波特圖的精美圖像。您可以在下面看到關鍵圖像。它很好地說明了信號衰減如何隨頻率而變化。我們看到中心頻率處沒有相移，因此我們具有完整的信號傳輸。但是，當我們離開通帶時，會到達帶通濾波器將信號延遲或領先中心頻率偏移45度的位置，我們看到的點是-3dB。
在這一點上，我們可以注意到sin（45°）= \ $ 1 / \ sqrt（2）\ $
對我來說，下面的視覺效果確實有助於使\ $ 1 / \ sqrt（2）\ $這種看似隨意的選擇具有某種意義。
您能否詳細說明是什麼促使使用正弦函數來建立45度相移？顯然，該表達式成立，但是是什麼表明在相位Bode圖中首先使用正弦？
guest
2014-01-18 15:51:38 UTC
示波器的內部具有放大器限制。他們稱其為動態範圍。如果您使用範圍通過限制，則讀數將不再準確。線性放大器將開始變得非線性。
如果您看示波器的任何模塊設計，都會注意到輸入放大器或前置放大器。您不會在其前面看到過濾器塊。輸入信號太小，無法通過濾波器處理。放大信號後，可以使用濾波器。因此限制是前置放大器而不是濾波器。當O型示波器為您提供100 Mhz，3dB的規格時。您可以確定它指的是前置放大器。
您的答案為問題增加了什麼特別的價值，而現有的答案還沒有充分地解決這個問題？
動態範圍與帶寬無關。大部分情況下，同上非線性。同上前置放大器。
前置放大器只是示波器的一個組件。3db衰減點不僅指前置放大器的局限性，還指整個輸入系統-其設計頻率不能超過100MHz。
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