私のオシロスコープの帯域幅は100MHz-3dBです。 -3dBは0.707単位です（sqrt（2）/ 2）。これはどういう意味ですか、なぜ70.7％の減衰ですか？この減衰レベルに特別な理由はありますか？
回答
dBを使用する場合の電圧と電力
-3dBポイントは、"ハーフパワー"ポイントとも呼ばれます。電圧では、なぜ使用するのか（ \ $ \ sqrt {2} / 2 \ $ ）についてはあまり意味がないかもしれませんが、例を見てみましょう。力の意味での意味について。
まず、 \ $ P = V ^ {2} / R \ $ ですが、 Rが定数1 \ $ \ Omega \ $ であると仮定します。 1オームが一定であるため、式からまとめて削除できます。
6 Vの信号があるとすると、その電力は \ $になります。 （6 \ text {V}）^ 2 = 36 \ text {W} \ $ 。
ここで、-3dBポイント、 \ $ 6 \ text {V} \ cdot \ left（\ frac {\ sqrt {2}} {2} \ right）= 4.2426 \ text {V} \ $ 。
では、 -3dBポイントでの電力、 \ $ 4.2426 \ text {V} ^ 2 = 18 \ text {W} \ $ 。
元々 36 Wでしたが、現在は18 Wです（もちろん36 Wの半分です）。
フィルターでの-3dBの適用
-3dBポイントは非常に一般的に使用されます。すべてのタイプのフィルター（ローパス、バンドパス、ハイパス…）。フィルタがその周波数で電力の半分を遮断すると言っているだけです。ドロップオフの速度は、使用しているシステムの順序によって異なります。高次は、"レンガの壁"フィルターにますます近づく可能性があります。ブリックウォールフィルターは、カットオフ周波数の直前が0dB（信号に変化がない）で、直後が-∞dB（信号が通過しない）にあるフィルターです。
入力をフィルター処理する理由オシロスコープ？
まあ、多くの理由があります。すべてのデバイス（アナログまたはデジタル）は、信号を処理する必要があります。電圧フォロワのように単純なものから、信号を画面に表示したり、信号を音声に変換したりするなど、より複雑なものまで実行できます。信号を使用可能なものに変換するために必要なすべてのデバイスには、周波数に依存する属性があります。この簡単な例の1つは、オペアンプとそのGBWPです。
したがって、Oスコープでは、ローパスフィルタを追加して、内部デバイスが可能な周波数を超える周波数を処理する必要がないようにします。扱う。オシロスコープが-3dBポイントが100MHzであると言うとき、彼らは入力にローパスフィルターを配置したと言っています。カットオフ周波数（-3dBポイント）は100MHzです。
コメント
- ほぼ同じように書く途中でした。あなたはそれに勝ちます：-（
- オシロスコープには、周波数にいくらか依存する多くのものが内部にあります。彼らがスコープを評価するとき、彼らはあなたが得ることができると言っているだけですその周波数までの3db内の正確な読み取り値。
- @Kortuk：問題はエイリアシングだけではありません。特定の振幅のAC信号は一定の速度で変化します。周波数に比例し、多くの回路には、変化が速すぎる信号に対して適切に動作しない部分があります。デバイスに6dB /オクターブの速度でより高い周波数を減衰させるフィルターがある場合（周波数を2倍にすると、振幅が半分になります）、入力振幅が特定のレベルを下回っている場合、出力の変化率がデバイスの制限を下回っていることが保証されます'。そうでない場合'このようなフィルター、歪みのない最大入力レベルを含める…
- 厳密に言えば、半分の電力は-3dBではなく\ $ 20 \ cdot log \ lef t（\ dfrac {\ sqrt {2}} {2} \ right）\ approx -3.0103 \ text {dB} \ $ですが、'ほとんどの目的に十分近いです。
- 10年後のチャイムですが、インピーダンスへの無効な寄与が分圧器の抵抗的な寄与と一致するため、物理的に3dBのポイントが存在することを誰も指摘していません（例：フィルタ）。複素平面上のインピーダンスフェーザは、2つが等しい場合（そしてその半分がVout / Vinである場合）、root（2）の大きさを持ちます。 Xc = 1 /（2pi f c）およびZt = sqrt（R ^ 2 + Xc ^ 2）であり、.707 …はその外にあります。
回答
1次ハイパスまたはローパスフィルターのボード線図のモジュラスグラフィックは、2本の線で近似できます。実数直線と比較した場合、2つの線が交わる点は、-3dbの数を示します。このポイントはカットオフ周波数と呼ばれます。
したがって、多くのシステムは、通常の状態で動作するように設計されています。最大3dbで負けたときにカットオフ周波数を満たしました。その周波数を超える信号で動作する場合、信号はさらに減衰する可能性があります。
連続ローパスフィルターに関するウィキペディアの詳細情報
回答
-3dBは、20 Log（0.707）または10 Log（0.5）から取得されます。電圧を最大から0.707Maxに下げるか、電力を最大から半分の電力に下げるときに、信号の帯域幅を決定します。
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- これ'他の回答がすでに言ったことに何も追加しません。
- 短い回答ですが、役に立ちます。 "半分の電力を0.5に変更すると、意味がわかり始めました。
回答
Kellenjb”答えは素晴らしいです。この-3dbのことについて読んでいたときに、「ああ」という瞬間を与えてくれるWebページを追加したかっただけです。視覚化に役立つかもしれません。
チュートリアル。下の主要な画像を見ることができます。これは、周波数によって信号の減衰がどのように変化するかをうまく示しています。は中心周波数での位相シフトがないため、完全な信号伝送が可能です。ただし、パスバンドを出ると、バンドパスフィルターが信号をシフトして中心周波数を45度遅らせるか進めるポイントに到達します。 -3dBのポイントがわかります。
sポイント、sin（45°）= \ $ 1 / \ sqrt（2）\ $
私にとって、以下のビジュアルは、この一見恣意的な\ $ 1 /の選択に何らかの意味をもたらすのに本当に役立ちます。 \ sqrt（2）\ $。
コメント
- 45度の位相シフトを確立する際に正弦関数を使用する動機について詳しく教えてください。この式は明らかに当てはまりますが、位相ボード線図にそもそも正弦波を使用することを示唆するものは何ですか？
回答
オシロスコープの内部には増幅器の制限があります。彼らはそれをダイナミックレンジと呼んだ。スコープを使用して制限を超えると、読み取り値が正確でなくなります。線形増幅器は非線形になり始めます。
オシロスコープのブロック設計を見ると、入力増幅器またはプリアンプに気付くでしょう。その前にフィルターブロックは表示されません。入力信号が小さすぎて、フィルターで処理できません。信号を増幅した後、フィルターを使用できます。したがって、制限はプリアンプであり、フィルターではありません。オシロスコープが100Mhz、3dBのスペックを提供する場合。プリアンプを参照していることは間違いありません。
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- あなたの答えが質問に追加する特定の価値はありますか？そうではありませんすでに既存の回答で十分にカバーされていますか？
- ダイナミックレンジは、帯域幅に関する質問とは何の関係もありません。ほとんどの場合、非線形性も同じです。プリアンプも同じです。
- プリアンプは、オシロスコープの1つのコンポーネントにすぎません.3dbの減衰点は、プリアンプ'の制限のみを参照するのではなく、入力システム全体を参照します。これを超えるようには設計されていません。 100MHz。