Mikä on -3dB: n merkitys?

Jännite vs. teho käytettäessä dB

-3dB-piste tunnetaan myös nimellä ” puoliteho ”. Jännitteessä ei ole järkevää, miksi käytämme ( \ $ \ sqrt {2} / 2 \ $ ), mutta tarkastellaan esimerkkiä mitä se tarkoittaa vallan merkityksessä.

Ensinnäkin, \ $ P = V ^ {2} / R \ $ , mutta antaa oletetaan, että R on vakio 1 \ $ \ Omega \ $ . Vakion 1ohmin takia voimme poistaa sen yhtälöstä kaikki yhdessä.

Sanotaan, että signaali on 6 V, sen teho olisi silloin \ $ (6 \ text {V}) ^ 2 = 36 \ text {W} \ $ .

Otan nyt -3dB pisteen, \ $ 6 \ text {V} \ cdot \ left (\ frac {\ sqrt {2}} {2} \ right) = 4.2426 \ text {V} \ $ .

Nyt saat teho pisteessä -3dB, \ $ 4.2426 \ text {V} ^ 2 = 18 \ text {W} \ $ .

Joten alun perin meillä oli 36 W, nyt meillä on 18 W (mikä on tietysti puolet 36 W: sta).

-3dB: n käyttö suodattimissa

-3dB -pistettä käytetään hyvin yleisesti kaiken tyyppiset suodattimet (alipäästö, kaistanpäästö, ylipäästö …). Se vain sanoo, että suodatin katkaisee puolet tehosta tällä taajuudella. Pudotusnopeus riippuu käyttämäsi järjestelmän järjestyksestä. Korkeampi järjestys voi päästä lähemmäksi ja lähemmäs ” tiiliseinän ” suodatinta. Tiiliseinän suodatin on sellainen, että juuri ennen rajataajuutta olet 0 dB: ssä (ei muutosta signaalillesi) ja heti kun olet-after dB: ssä (signaalia ei läpäise).

Miksi suodattaa tulo Oscope?

No, monista syistä. Kaikkien laitteiden (analogisten tai digitaalisten) on tehtävä jotain signaalin kanssa. Voit mennä niin yksinkertaisesti kuin jännitteen seuraaja johonkin monimutkaisempaan suuntaan, kuten näyttää signaali näytöllä tai muuttaa signaali ääneksi. Kaikilla laitteilla, joita tarvitaan signaalin muuntamiseen käyttökelpoiseksi, on niistä taajuusriippuvia ominaisuuksia. Yksi yksinkertainen esimerkki tästä on opamp ja sen GBWP.

Joten O-laajuudessa he lisäävät alipäästösuodattimen niin, että yksikään sisäisistä laitteista ei tarvitse käsitellä taajuuksia, jotka ovat suurempia kuin pystyvät kahva. Kun oskooppi sanoo, että sen -3dB-piste on 100 MHz, he sanovat, että sen tuloon on asetettu alipäästösuodatin, jonka katkaisutaajuus (-3dB-piste) on 100 MHz.

Kommentit

• Kirjoitin puolivälissä kirjoittamalla suunnilleen samaa. Voit voittaa sen 🙁
• Oskillilla on siinä monia sisäisiä asioita, jotka kaikki riippuvat jonkin verran taajuudesta. Kun he arvioivat laajuutta, he vain sanovat, että pystyt saamaan tarkat lukemat 3db: ssä tuohon taajuuteen asti.
• @Kortuk: Asia ei ole ’ vain alias. Annetun amplitudin AC-signaali muuttuu nopeudella verrannollinen taajuuteen, ja monissa piireissä on osia, jotka eivät toimi kunnolla liian nopeasti muuttuvilla signaaleilla. Jos laitteessa on suodatin vaimentamaan korkeampia taajuuksia nopeudella 6dB / oktaavi (taajuuden kaksinkertaistaminen puolittaa amplitudin), niin yksi voi taata, että jos tulon amplitudi pysyy tietyn tason alapuolella, lähdön muutosnopeus pysyy laitteen ’ s rajojen alapuolella. Jos ei ’ t sisällä tällaista suodatinta, suurin vääristymätön tulotaso …
• Tarkkaan ottaen puoliteho ei ole -3dB, mutta \ $ 20 \ cdot log \ lef t (\ dfrac {\ sqrt {2}} {2} \ oikea) \ noin -3,0103 \ teksti {dB} \ $, mutta se ’ on riittävän lähellä useimpiin tarkoituksiin.
• Chiming 10 vuoden kuluttua, mutta kukaan ei ole huomauttanut, että fyysisesti 3dB-piste on olemassa, koska piste, jos reaktiivinen vaikutus impedenssiin vastaa jännitteenjakajan resistiivistä panosta (esim. suodatin). Kompleksitason impedanssivaiheella on juuren suuruus (2), kun nämä kaksi ovat yhtä suuret (ja seuraa, että puolet tästä on Vout / Vin). Xc = 1 / (2pi f c) ja Zt = sqrt (R ^ 2 + Xc ^ 2), ja .707 … putoaa heti siitä.

Ensimmäisen kertaluvun ylipäästö- tai alipäästösuodattimen bode-kaavion moduuligrafiikkaa voidaan arvioida kahdella rivillä. Piste, jonka nämä kaksi viivaa kohtaavat, verrattuna todelliseen viivaan antaa meille luvun -3db. Tätä pistettä kutsutaan rajataajuudeksi.

Joten monet järjestelmät on suunniteltu toimimaan normaaleissa olosuhteissa, kunnes ne saavuttivat rajataajuuden, kun he häviävät maksimissaan 3db. Jos käytät signaalia kyseisen taajuuden yläpuolella, signaali voi olla heikompi.

Lisätietoja Wikipediassa jatkuvista alipäästösuodattimista .

-3dB tulee 20 logista (0,707) tai 10 logista (0,5). signaalin kaistanleveyden määrittämiseksi, kun jännite pienennetään suurimmasta arvoon 0,707 Suurin tai kun teho pienennetään maksimista puoleen.

Kommentit

• Tämä ei ’ t lisää mitään siihen, mitä muut vastaukset ovat jo sanoneet.
• Lyhyt vastaus, mutta auttaa. Minut heitettiin pois monista hyväksytyn vastauksen teknisistä termeistä ja miksi moninkertainen 6 V: n neliömetriin (2) / 2, kunnes luin tämän vastauksen ” puolitehon ” arvoon 0.5 sen sijaan, asiat alkoivat olla järkeviä.

Kellenjb” Vastaus on erinomainen, halusin vain lisätä verkkosivun, joka antoi minulle hetken ”Ohhh”, kun luin tästä -3db asiasta. Ehkä se auttaa visualisoimaan.

Luin opastus Band Pass -suodattimille, joka sisältää upean kuvan Bode Plotista. Näet alla olevan avainkuvan. Se kuvaa hienosti, kuinka signaalin vaimennus vaihtelee taajuuksien mukaan. Näemme siellä ei ole vaihesiirtoa keskitaajuudella, joten meillä on täydellinen signaalinsiirto. Kuitenkin, kun menemme ulos Pass Band -alueelta, pääsemme pisteeseen, jossa Band Pass Filter suodatinta siirtää signaalin viiveelle tai johtamaan keskitaajuutta 45 astetta, ja näemme pistemäärämme -3dB.

Thi Pisteenä voidaan todeta, että synti (45 °) = \ $ 1 / \ sqrt (2) \ $

Minulle alla oleva visuaalinen aine auttaa todella tuomaan mielen tähän näennäisesti mielivaltaiseen valintaan \ $ 1 / \ sqrt (2) \ $.

kommentit

• Voisitteko kertoa tarkemmin, mikä motivoi sinifunktion käyttöä 45 asteen vaihesiirron muodostamisessa? Lauseke pitää tietenkin paikkansa, mutta mikä viittaa sinin käyttöön ensinnäkin vaiheen Bode-juoniin?

Oskilloskoopin sisäpuolella on vahvistimen rajoitus. He kutsuivat sitä dynaamiseksi alueeksi. Jos käytät soveltamisalaa, ylität rajoituksen, lukemasi ei enää ole tarkka. Lineaarivahvistimesta alkaa tulla epälineaarinen.

Jos tarkastelet oskilloskoopin mitä tahansa lohkomallia, huomaat tulovahvistimen tai esivahvistimen. Et näe suodatinlohkoa sen edessä. Tulosignaali on liian pieni, ennen kuin se voidaan käsitellä suodattimella. Kun olet vahvistanut signaalin, voit käyttää suodatinta. Joten rajoitus ei ole esivahvistin, ei suodatin. Kun o-laajuus antaa sinulle arvoksi 100 Mhz, 3dB. Voit olla varma, että se viittaa esivahvistimeen.

Kommentit

• Onko vastauksellasi erityistä arvoa kysymykseen, joka ei ole katetaan jo runsaasti olemassa olevien vastausten avulla?
• Dynaamisella alueella ei ole mitään tekemistä kaistanleveyttä koskevan kysymyksen kanssa. Sama epälineaarisuus, suurimmaksi osaksi. Samat esivahvistimet.
• Esivahvistin on vain yksi oskilloskoopin komponentti. 3db-vaimennuspiste ei tarkoita vain esivahvistimen ’ rajoitusta, vaan koko tulojärjestelmää – jota ei ole suunniteltu ylittämään 100 MHz.