Jakie jest znaczenie -3dB?

Mój oscyloskop ma szerokość pasma 100 MHz -3dB. -3dB wynosi 0,707 jednostek (sqrt (2) / 2). Co to znaczy, dlaczego tłumienie wynosi 70,7%? Czy jest jakiś konkretny powód tego poziomu tłumienia?

Napięcie a moc przy użyciu dB

Punkt -3dB jest również znany jako punkt „połowy mocy”. Napięcie może nie mieć sensu, dlaczego używamy ( ), ale spójrzmy na przykład tego, co to znaczy w sensie mocy.$\sqrt{2}/2$

Po pierwsze, , ale załóżmy, że R jest stałą 1 . Ze względu na stały 1 om, możemy usunąć go z równania razem.$P=V^{2}/R$$\Omega$

Powiedzmy, że masz sygnał przy 6 V, jego moc wynosiłaby .$(6 \text{ V})^2 = 36 \text{ W}$

Teraz biorę punkt -3dB, .$6\text{ V} \cdot \left( \frac{\sqrt{2}}{2} \right) = 4.2426\text{ V}$

Teraz pozwala uzyskać moc w punkcie -3dB, .$4.2426 \text{ V}^2=18 \text{ W}$

Tak więc pierwotnie mieliśmy 36 W, teraz mamy 18 W (co oczywiście stanowi połowę 36 W).

Zastosowanie -3dB w filtrach

Punkt -3dB jest bardzo często stosowany w filtrach wszystkich typów (dolnoprzepustowy, pasmowy, górnoprzepustowy ...). Mówi tylko, że filtr odcina połowę mocy przy tej częstotliwości. Szybkość, z jaką spada, zależy od kolejności używanego systemu. Wyższe zamówienie może być coraz bliżej filtra „ceglanego muru”. Filtr ceglany jest tym, który tuż przed częstotliwością odcięcia jest na poziomie 0dB (bez zmiany sygnału) i zaraz po osiągnięciu -∞ dB (żaden sygnał nie przechodzi).

Po co filtrować dane wejściowe do Oscope?

Cóż, wiele powodów. Wszystkie urządzenia (analogowe lub cyfrowe) muszą coś zrobić z sygnałem. Możesz przejść od prostownika napięcia do czegoś bardziej złożonego, jak pokazanie sygnału na ekranie lub zamiana sygnału w dźwięk. Wszystkie urządzenia wymagane do konwersji sygnału na coś użytecznego mają atrybuty zależne od częstotliwości. Jednym prostym przykładem tego jest opamp i jego GBWP.

Tak więc w O-zasięgu dodają filtr dolnoprzepustowy, aby żadne z urządzeń wewnętrznych nie musiało radzić sobie z częstotliwościami przekraczającymi to, co mogą obsłużyć. Kiedy oscope mówi, że jego punkt -3dB wynosi 100 MHz, mówią, że umieścili filtr dolnoprzepustowy na jego wejściu o częstotliwości odcięcia (punkt -3dB) 100 MHz.

Grafikę modułu na schemacie Bode filtru górnoprzepustowego lub dolnoprzepustowego pierwszego rzędu można przybliżać dwoma liniami. Punkt, w którym spotykają się dwie linie, w porównaniu do linii rzeczywistej, daje nam liczbę -3db. Ten punkt nazywa się częstotliwością odcięcia.

Tak więc wiele systemów jest zaprojektowanych do działania w normalnych warunkach, dopóki nie osiągną częstotliwości odcięcia, gdy stracą maksymalnie 3db. Jeśli pracujesz z sygnałem powyżej tej częstotliwości, sygnał może być bardziej tłumiony.

Więcej informacji w Wikipedii na temat ciągłych filtrów dolnoprzepustowych .

-3dB, pochodzą z 20 Log (0,707) lub 10 Log (0,5). aby określić szerokość pasma sygnału, gdy zmniejsz napięcie z maksimum do 0,707Max lub zmniejsz moc z maks. do połowy mocy.

Odpowiedź Kellenjba jest doskonała, chciałem tylko dodać stronę internetową, która dała mi moment „Ohhh”, kiedy czytałam o tym -3db. Może to pomaga w wizualizacji.

Przeczytałem samouczek na temat filtrów pasmowoprzepustowych, który zawiera świetny obraz wykresu Bode. Poniżej możesz zobaczyć kluczowy obraz. To dobrze ilustruje, jak tłumienie sygnału zmienia się w zależności od częstotliwości. Widzimy, że nie ma przesunięcia fazowego na częstotliwości środkowej, więc mamy całkowitą transmisję sygnału. Jednak gdy wychodzimy z pasma przepustowego, dochodzimy do punktu, w którym filtr pasmowy przesuwa sygnał do opóźnienia lub przewodzi częstotliwość środkową o 45 stopni, i widzimy nasz punkt -3dB.

$1/\sqrt(2)$

$1/\sqrt(2)$

Wewnętrzna część oscyloskopu ma ograniczenie wzmacniacza. Nazywali to zakresem dynamicznym. Jeśli skorzystasz z zakresu, który przejdzie przez ograniczenie, odczyt nie będzie już dokładny. Wzmacniacz liniowy zacznie być nieliniowy.

Jeśli przyjrzysz się jakiejkolwiek konstrukcji bloku oscyloskopu, zauważysz wzmacniacz wejściowy lub przedwzmacniacz. Przed nim nie zobaczysz bloku filtra. Sygnał wejściowy jest zbyt mały, aby mógł zostać przetworzony przez filtr. Po wzmocnieniu sygnału możesz użyć filtra. Ograniczeniem jest więc to, że przedwzmacniacz nie jest filtrem. Gdy zakres o daje ci specyfikację 100 MHz, 3dB. Możesz być pewien, że odnosi się to do przedwzmacniacza.