關(guān)于通頻帶,3dB帶寬,三階截點(diǎn)和1dB壓縮點(diǎn),截止頻率,頻率范圍,帶寬,特征頻率(中心頻率),截止頻率和增益
1、通頻帶
通頻帶用于衡量放大電路對不同頻率信號的放大能力。由于放大電路中電容、電感及半導(dǎo)體器件結(jié)電容等電抗元件的存在,在輸入信號頻率較低或較高時,放大倍數(shù)的數(shù)值會下降并產(chǎn)生相移。通常情況下,放大電路只適用于放大某一個特定頻率范圍內(nèi)的信號。
如圖所示為某放大電路的幅頻特性曲線。
f1-f2之間為通頻帶
下限截止頻率fL:在信號頻率下降到一定程度時,放大倍數(shù)的數(shù)值明顯下降,使放大倍數(shù)的數(shù)值等于0.707倍 的頻率稱為下 限截止頻率fL。
上限截止頻率fH:信號頻率上升到一定程度時,放大倍數(shù)的數(shù)值也將下降,使放大倍數(shù)的數(shù)值等于0.707倍 的頻率稱為上限截止頻率fH。
通頻帶fbw:fL與fH之間形成的頻帶稱中頻段,或通頻帶fbw。
fbw=fH-fL
或者定義為:
在信號傳輸系統(tǒng)中,系統(tǒng)輸出信號從最大值衰減3dB的信號頻率為截止頻率,上下截止頻率之間的頻帶稱為通頻帶,用BW表示
通頻帶越寬,表明放大電路對不同頻率信號的適應(yīng)能力越強(qiáng)。
"通頻帶" 英文:passband; transmission bands; pass band;
2、3dB帶寬
3dB--指的是比峰值功率小3dB(就是峰值的50%)的頻譜范圍的帶寬;
6dB--同上,6dB對應(yīng)的是峰值功率的25%。
3dB帶寬指幅值等于最大值的二分之根號二倍時對應(yīng)的頻帶寬度
幅值的平方即為功率,平方后變?yōu)?/2倍,在對數(shù)坐標(biāo)中就是 -3dB的位置了,也就是半功率點(diǎn)了,對應(yīng)的帶寬就是功率在減少至其一半以前的頻帶寬度,表示在該帶寬內(nèi)集中了一半的功率。
3、關(guān)于三階截點(diǎn)和1dB壓縮點(diǎn)
1dB壓縮點(diǎn)(P1dB)是輸出功率的性能參數(shù)。壓縮點(diǎn)越高意味著輸出功率越高。P1dB是指與在很低的功率時相比增益減少1dB時的輸入(或輸出)功率點(diǎn)。
三階截取點(diǎn)(IP3)是表示線性度或失真性能的參數(shù)。IP3越高表示線性度越好和更少的失真。
IIP3:Input 3rd order intercept point;
輸入輸出三階截獲點(diǎn)(iip3,oip3):反映放大器的線性特性。
具體指三階諧波與輸入端基波電平相同時對應(yīng)的輸入/輸出功率電平。
IIP3 (dBm) = Pin(dBm) +A/2 (dBc)
P1dB:1dB compression point;
1分貝壓縮點(diǎn)輸出功率(P1dB):放大器有一個線性動態(tài)范圍,在這個范圍內(nèi),放大器的輸出功率隨輸入功率線性增加。隨著輸入功率的繼續(xù)增大,放大器進(jìn)入非線性區(qū),其輸出功率不再隨輸入功率的增加而線性增加,也就是說,其輸出功率低于小信號增益所預(yù)計(jì)的值。通常把增益下降到比線性增益低1dB時的輸出功率值定義為輸出功率的1dB壓縮點(diǎn),用P1dB表示。 典型情況下,當(dāng)功率超過P1dB時,增益將迅速下降并達(dá)到一個最大的或完全飽和的輸出功率,其值比P1dB大3-4dB。
三階截點(diǎn)IIP3: 當(dāng)兩個或多正弦信號經(jīng)過放大器時,此時由于放大器的非線性作用,會輸出包括多種頻率的分量,其中以三階交調(diào)分量的功率電平最大,它是非線性中的三次項(xiàng)產(chǎn)生的,假設(shè)兩基頻信號的頻率分別是F1和F2,那么,三階交調(diào)分量的頻率為2F1-F2和2F2-F1,由于該頻率落在頻帶內(nèi),是非線性產(chǎn)物。
4、截止頻率
用來說明電路頻率特性指標(biāo)的特殊頻率。當(dāng)保持電路輸入信號的幅度不變,改變頻率使輸出信號降至最大值的0.707倍,或某一特殊額定值時該頻率稱為截止頻率。
在高頻端和低頻端各有一個截止頻率,分別稱為上截止頻率和下截止頻率。兩個截止頻率之間的頻率范圍稱為通頻帶。
5、頻率范圍
是指音響系統(tǒng)能夠重放的最低有效回放頻率與最高有效回放頻率之間的范圍。
音響系統(tǒng)的頻率特性常用分貝刻度的縱坐標(biāo)表示功率和用對數(shù)刻度的橫坐標(biāo)表示頻率的頻率響應(yīng)曲線來描述。當(dāng)聲音功率比正常功率低3dB時,這個功率點(diǎn)稱為頻率響應(yīng)的高頻截止點(diǎn)和低頻截止點(diǎn)。高頻截止點(diǎn)與低頻截止點(diǎn)之間的頻率,即為該設(shè)備的頻率響應(yīng);聲壓與相位滯后隨頻率變化的曲線分別叫作“幅頻特性”和“相頻特性”,合稱“頻率特性”。這是考察音箱性能優(yōu)劣的一個重要指標(biāo),它與音箱的性能和價位有著直接的關(guān)系,其分貝值越小說明音箱的頻響曲線越平坦、失真越小、性能越高。如:一音箱頻響為60Hz~18kHz +/- 3dB。這兩個概念有時并不區(qū)分,就叫作頻響。
6、帶寬
帶寬又叫頻寬是指在固定的的時間可傳輸?shù)馁Y料數(shù)量,亦即在傳輸管道中可以傳遞數(shù)據(jù)的能力。在數(shù)字設(shè)備中,頻寬通常以bps表示,即每秒可傳輸之位數(shù)。在模擬設(shè)備中,頻寬通常以每秒傳送周期或赫茲Hertz (Hz)來表示。頻寬對基本輸出入系統(tǒng) (BIOS ) 設(shè)備尤其重要,如快速磁盤驅(qū)動器會受低頻寬的總線所阻礙。
單位時間內(nèi)能夠在線路上傳送的數(shù)據(jù)量,常用的單位是bps(bit per second)。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的帶寬是指網(wǎng)絡(luò)可通過的最高數(shù)據(jù)率,即每秒多少比特。
嚴(yán)格來說,數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的帶寬應(yīng)使用波特率來表示(band),表示每秒的脈沖數(shù)。而比特是信息單位,由于數(shù)字設(shè)備使用二進(jìn)制,則每位電平所承載的信息量是1(以2為底2的對數(shù),如果是四進(jìn)制,則是以2為底的4的對數(shù),每位電平所承載的信息量為2)。因此,在數(shù)值上,波特與比特是相同的。由于人們對這兩個概念分的并不是很清楚,因此常使用比特率來表示速率,也正是用比特的人太多,所以比特率也就成了一個帶寬事實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)叫法了。
描述帶寬時常常把“比特/秒”省略。
例如,帶寬是 10 M,實(shí)際上是 10 Mb/s。
這里的 M 是 10^6。
“帶寬”(bandwidth)有以下兩種不同的意義:
1、指信號具有的頻帶寬度.信號的帶寬是指該信號所包含的各種不同頻率成分所占據(jù)的頻率范圍。
2、在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中,帶寬用來表示網(wǎng)絡(luò)的通信線路所能傳送數(shù)據(jù)的能力,因此網(wǎng)絡(luò)帶寬表示在單位時間內(nèi)從網(wǎng)絡(luò)中的某一點(diǎn)到另一點(diǎn)所能通過的“最高數(shù)據(jù)率”。
在網(wǎng)絡(luò)中有兩種不同的速率:
信號(即電磁波)在傳輸媒體上的傳播速率(米/秒,或公里/秒)
計(jì)算機(jī)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送比特的速率(比特/秒)
這兩種速率的意義和單位完全不同。
在理解帶寬這個概念之前,我們首先來看一個公式:帶寬=時鐘頻率x總線位數(shù)/8,從公式中我們可以看到,帶寬和時鐘頻率、總線位數(shù)是有著非常密切的關(guān)系的。其實(shí)在一個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,不僅顯示器、內(nèi)存有帶寬的概念,在一塊板卡上,帶寬的概念就更多了,完全可以說是帶寬無處不在。
那到底什么是帶寬呢?帶寬的意義又是什么?簡單的說,帶寬就是傳輸速率,是指每秒鐘傳輸?shù)淖畲笞止?jié)數(shù)(MB/S),即每秒處理多少兆字節(jié),高帶寬則意味著系統(tǒng)的高處理能力。為了更形象地理解帶寬、位寬、時鐘頻率的關(guān)系,我們舉個比較形象的例子,工人加工零件,如果一個人干,在大家單個加工速度相同的情況下,肯定不如兩個人干的多,帶寬就象是加工零件的總數(shù)量,位寬仿佛工人數(shù)量,時鐘工作頻率相當(dāng)于加工單個零件的速度,位寬越寬,時鐘頻率越高則總線帶寬越大,其好處也是顯而易見的。
帶寬是顯示器非常重要的一個參數(shù),能夠決定顯示器性能的好壞。所謂帶寬是顯示器視頻放大器通頻帶寬度的簡稱,一個電路的帶寬實(shí)際上是反映該電路對輸入信號的響應(yīng)速度。帶寬越寬,慣性越小,響應(yīng)速度越快,允許通過的信號頻率越高,信號失真越小,它反映了顯示器的解像能力。該數(shù)字越大越好。
帶寬是代表顯示器顯示能力的一個綜合指標(biāo),指每秒鐘所掃描的圖素個數(shù),即單位時間內(nèi)每條掃描線上顯示的頻點(diǎn)數(shù)總和,以MHz為單位。帶寬越大表明顯示控制能力越強(qiáng),顯示效果越佳。
帶寬的詳細(xì)計(jì)算公式如下:理論上帶寬 B=r(x) ×r(y) ×V
r(x)表示每條水平掃描線上的圖素個數(shù)
r(y)表示每楨畫面的水平掃描線數(shù)
V 表示每秒畫面刷新率(即場頻)
B 表示帶寬
再來說說顯卡,玩游戲的朋友都曉得,當(dāng)玩一些大制作游戲的時候,畫面有時候會卡的比較厲害。其實(shí)這就是顯卡帶寬不足的問題,再具體點(diǎn)說,這是顯存帶寬不足。眾所周知,目前當(dāng)?shù)赖腁GP接口是AGP 8X,而AGP總線的頻率是PCI總線的兩倍,也就是66MHz,很容易就可以換算出它的帶寬是2.1GB/S,在目前的環(huán)境下,這樣的帶寬就顯得很微不足道了,因?yàn)檫B最普通的ATI R9000的顯存帶寬都要達(dá)到400MHZ X 128Bit/8=6.4GB/s,其余的高端顯卡更是不用說了。正因?yàn)槿绱?,INTEL在最新的9X5芯片組中,采用了PCI-Express總線來替代老態(tài)龍鐘的AGP總線,與傳統(tǒng)PCI以及更早期的計(jì)算機(jī)總線的共享并行架構(gòu)相比,PCI Express最大的特點(diǎn)是在設(shè)備間采用點(diǎn)對點(diǎn)串行連接,如此一來即允許每個設(shè)備都有自己的專用連接,不需要向整個總線請求帶寬,同時利用串行的連接特點(diǎn)將能輕松將數(shù)據(jù)傳輸速度提到一個很高的頻率。在傳輸速度上,由于PCI Express支持雙向傳輸模式,因此連接的每個裝置都可以使用最大帶寬。AGP所遇到的帶寬瓶頸也迎刃而解。
7、濾波的基本概念,特征頻率(中心頻率),截止頻率和增益(db)
特征頻率(中心頻率)fo是由電路決定的,它一般等于1/2PRC (P為3.14的派),它表明了一個電路特性,也就是這個頻率之前的信號是我們需要的,而之后的信號是要濾掉的。而截止頻率fp是增益為-3db時的信號頻率,-3db之后的頻率一般認(rèn)為這個信號是衰減的。我們看一些模擬濾波芯片的datasheet時,里面提到的一般都是截止頻率。而一般的各種類型的濾波曲線,例如切比雪夫,貝塞爾等,就是根據(jù)截止頻率是否靠近特征頻率以及衰減程度來分類的。
db的概念就是信號的增益,其實(shí)也就是衰減程度,它等于20log(Au/Aup),Au為某一頻率電路的放大倍數(shù),Aup為一個定值,它等于信號通帶頻率下的放大倍數(shù)。
例如-3db,如果通帶頻率下的放大倍數(shù)為1,也就是Aup為1,即濾波電路在通帶時沒有放大電壓,那么-3=20log(Au/Aup)=20log(Au),算出來Au=0.707,在這種情況下,-3db表示信號衰減為原來的70.7%