Mi a -3dB jelentősége?

Feszültség és teljesítmény a dB használatakor

A -3dB pont ” fél teljesítmény ” pont néven is ismert. Feszültség alatt lehet, hogy nincs sok értelme annak, hogy miért használjuk ( \ $ \ sqrt {2} / 2 \ $ ), de nézzünk meg egy példát hogy mit jelent a hatalom értelmében.

Először is, \ $ P = V ^ {2} / R \ $ , de engedi tételezzük fel, hogy R állandó 1 \ $ \ Omega \ $ . Az állandó 1ohm miatt mindet együtt eltávolíthatjuk az egyenletből.

Mondjuk, hogy 6 V-os jel van, akkor annak teljesítménye \ $ (6 \ text {V}) ^ 2 = 36 \ text {W} \ $ .

Most a -3dB pontot veszem, \ $ 6 \ text {V} \ cdot \ left (\ frac {\ sqrt {2}} {2} \ right) = 4.2426 \ text {V} \ $ .

Most lehetővé teszi a letöltést a teljesítmény a -3dB ponton, \ $ 4.2426 \ text {V} ^ 2 = 18 \ text {W} \ $ .

Tehát eredetileg 36 W volt, most 18 W (ami természetesen a 36 W fele).

-3dB alkalmazása szűrőkben

A -3dB pontot nagyon gyakran használják minden típusú szűrő (aluláteresztő, sáváteresztő, felüláteresztő …). Csak azt mondják, hogy a szűrő elválasztja az energia felét ezen a frekvencián. A lemorzsolódás sebessége a használt rendszer sorrendjétől függ. A magasabb rendűek egyre közelebb kerülhetnek egy ” téglafal ” szűrőhöz. A téglafal szűrő olyan, amely közvetlenül a határérték előtt 0 dB-nél van (nincs változás az ön jelzésén), és közvetlenül azután, hogy -∞ dB-en van (egyetlen jel sem halad át).

Miért szűrje a bemenetet Oscope?

Nos, sok oka van. Minden eszköznek (analóg vagy digitális) valamit tennie kell a jelzéssel. Mehet olyan egyszerűvé, mint egy feszültségkövető, akár valami összetettebbé, például a jel megjelenítéséhez a képernyőn vagy a jel hangossá alakításához. A jel átalakításához használható eszközzé váló összes eszköz rendelkezik rádiófrekvencia-függő tulajdonságokkal. Ennek egyik egyszerű példája az opamp és annak GBWP-je.

Tehát egy O-hatókörön hozzáadnak egy aluláteresztő szűrőt, így egyik belső eszköznek sem kell a feletti frekvenciákkal foglalkoznia. fogantyú. Amikor egy oszcóp azt állítja, hogy a -3dB pontja 100 MHz, azt mondják, hogy egy aluláteresztő szűrőt helyeztek a bemenetére, amelynek vágási frekvenciája (-3dB pont) 100 MHz.

Megjegyzések

• Nagyjából ugyanúgy írtam a felénél. Legyél rajta 🙁
• Az oszkópnak sok olyan dolga lesz, amely valamennyien frekvenciafüggő lesz. Amikor értékelik a hatókört, csak azt mondják, hogy képes leszel megszerezni pontos leolvasások a 3db-en belül, egészen a frekvenciáig.
• @Kortuk: A kérdés nem ‘ csak álnév. Egy adott amplitúdójú AC jel sebességgel változik arányos a frekvenciával, és sok áramkörnek vannak olyan részei, amelyek nem fognak megfelelően viselkedni a túl gyorsan változó jeleken. Ha egy eszköznek van egy szűrője a magasabb frekvenciák csillapítására 6dB / oktáv sebességgel (a frekvencia megkétszerezése felére csökkenti az amplitúdót), akkor egy garantálni tudja, hogy ha a bemeneti amplitúdó egy bizonyos szint alatt marad, akkor a kimenet változásának sebessége az eszköz ‘ s határértékei alatt marad. Ha nem sikerült ‘ nem tartalmaz ilyen szűrőt, a maximális torzításmentes bemeneti szintet …
• Szigorúan véve a fél teljesítmény nem -3dB, hanem \ $ 20 \ cdot log \ lef t (\ dfrac {\ sqrt {2}} {2} \ right) \ kb -3.0103 \ text {dB} \ $, de ‘ a legtöbb célhoz elég közel van.
• Chiming 10 év múlva, de senki nem hívta fel a figyelmet arra, hogy fizikailag a 3dB pont létezik, mivel az a pont, ha az impedenciához való reaktív hozzájárulás megegyezik a feszültségosztó ellenállóképességével (pl. egy szűrő). A komplex sík impedencia fázisának gyökér nagysága van (2), ha a kettő egyenlő (és ennek a fele Vout / Vin). Xc = 1 / (2pi f c) és Zt = sqrt (R ^ 2 + Xc ^ 2), és .707 … ebből közvetlenül esik ki.

Az első rendű felüláteresztő vagy aluláteresztő szűrő bode diagramjának modulus grafikája két vonallal közelíthető. Az a pont, amellyel a két vonal találkozik, a valós egyeneshez viszonyítva megadja a -3db számot. Ezt a pontot cutoff frekvenciának nevezzük.

Tehát sok rendszert úgy terveztek, hogy normál körülmények között működjenek, amíg meg nem teljesítette a cut-off frekvenciát, amikor maximálisan 3db-n veszítenek. Ha az adott frekvencia feletti jelet használja, akkor a jel jobban csillapítható.

További információ a Wikipédiában a folyamatos aluláteresztő szűrőkről .

A -3dB 20 naplóból (0,707) vagy 10 logból (0,5) származik. a jel sávszélességének meghatározásához, amikor a feszültséget maximálisról 0,707Max-ra csökkentik, vagy ha a teljesítményt max. felére csökkentik.

Megjegyzések

• Ez nem tesz hozzá ‘ semmit ahhoz, amit a többi válasz már mondott.
• Rövid válasz, de segít. Megdobott a sok technikai kifejezés az elfogadott válaszon, és miért többszörös 6 V-ról sqr (2) / 2-re, amíg el nem olvastam ezt a választ, hogy ” fél teljesítmény ” helyett 0,5-re, akkor a dolgok értelmesek lettek.

Kellenjb” A válasz kiváló, csak egy weboldalt akartam hozzáadni, amely egy “Ohhh” pillanatot adott nekem, amikor erről a -3db-s dologról olvastam. Talán segít megjeleníteni.

Olvastam egy bemutató a Band Pass szűrőkről, amely a Bode Plot nagyszerű képét tartalmazza. Az alábbi kulcsképet láthatja. Remekül bemutatja, hogyan változik a jelcsillapítás a frekvenciáktól függően. Látjuk ott nincs fáziseltolódás a középfrekvencián, így teljes a jelátvitelünk. Azonban amint kilépünk a Pass Band-ről, eljutunk egy olyan ponthoz, ahol a Band Pass Filter szűrő eltolja a jelet, hogy lemaradjon, vagy 45 fokkal vezesse a központi frekvenciát, és látjuk a -3dB értelmünket.

Éppen ekkor s megjegyezhetjük, hogy a bűn (45 °) = \ $ 1 / \ sqrt (2) \ $

Számomra az alábbi kép valóban segít abban, hogy értelmet nyújtson ebben a látszólag önkényes \ $ 1 / választásban \ sqrt (2) \ $.

Megjegyzések

• Bemutatnád, hogy mi motiválja a szinuszfüggvény használatát a 45 fokos fáziseltolás megállapításakor? A kifejezés nyilvánvalóan érvényes, de mi javasolja elsősorban a szinusz használatát a fázis Bode-diagramhoz?

Az oszcilloszkóp belseje erősítő korlátozással rendelkezik. Dinamikus tartománynak hívták. Ha alkalmazási körét túllépi a korlátozáson, akkor az olvasása már nem lesz pontos. A lineáris erősítő nemlineáris lesz.

Ha megnézi az oszcilloszkóp bármely blokktervezését, észreveszi a bemeneti erősítőt vagy az előerősítőt. Nem látja a szűrőblokkot előtte. A bemeneti jel túl kicsi, mielőtt szűrővel feldolgozható lenne. Miután felerősítette a jelet, használhat szűrőt. Tehát a korlátozás az előerősítő nem szűrő. Amikor az o-hatókör 100 Mhz, 3dB specifikációt ad. Biztos lehet benne, hogy az előerősítőre utal.

Megjegyzések

• Van-e olyan különleges értéke, amelyet válasza ad a kérdéshez, ez nem már bőségesen lefedik a meglévő válaszok?
• A dinamikus tartománynak semmi köze a sávszélességet érintő kérdéshez. Nagyrészt a nem-linearitás. Ugyanezek az előerősítők.
• Az előerősítő csak az oszcilloszkóp egyik alkotóeleme. A 3db csillapítási pont nem csak az előerősítő ‘ korlátozására vonatkozik, hanem a bemeneti rendszer egészére – amelyet nem terveztek meghaladni 100 MHz.