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通頻帶，通頻帶的含義

來(lái)源：整理 時(shí)間：2025-01-04 02:05:33 編輯：智能門戶 手機(jī)版

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1，通頻帶的含義

通頻帶用于衡量放大電路對(duì)不同頻率信號(hào)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(hào)頻率較低或較高時(shí)，放大倍數(shù)的數(shù)值會(huì)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(gè)特定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)。 在信號(hào)傳輸系統(tǒng)中,系統(tǒng)輸出信號(hào)從最大值衰減3dB的信號(hào)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(duì)不同頻率信號(hào)的適應(yīng)能力越強(qiáng)。 通頻帶越窄，表明電路對(duì)通頻帶中心頻率的選擇能力越強(qiáng)。 "通頻帶" 英文：passband; transmission bands; pass band

通頻帶的含義

2，為什么會(huì)產(chǎn)生通頻帶

通頻帶是由于放大電路中存在的電抗元件（電容和電感）而產(chǎn)生的，因?yàn)殡娍梗ㄈ菘购透锌梗┦穷l率的函數(shù)，隨著頻率的變化而變化。比如射極旁路電容，信號(hào)頻率越低時(shí)其對(duì)信號(hào)的容抗越大，而電感則是信號(hào)頻率越高時(shí)其感抗越大。當(dāng)頻率降到一定值時(shí)，電路中的容抗就會(huì)對(duì)該頻率及以下的信號(hào)產(chǎn)生明顯的衰減，反之，當(dāng)頻率升高到一定值時(shí)，電路中的感抗也會(huì)對(duì)該頻率及以上的信號(hào)產(chǎn)生明顯衰減，這一低一高的頻率值之間就是通頻帶，在通頻帶內(nèi)，電路中的電抗對(duì)于信號(hào)衰減較小，基本上可以忽略。
如果是指定頻率的濾波器這樣會(huì)造成頻率選擇性降低，另外，一些寬帶的噪音更加容易混入。實(shí)現(xiàn)上系統(tǒng)的復(fù)雜度增加，邊沿滾降特性下降。

為什么會(huì)產(chǎn)生通頻帶

3，什么是通頻帶

收信機(jī)接收的已調(diào)波是一個(gè)頻帶信號(hào)，即已調(diào)波頻譜的主要成份要占有一定的帶寬。收信機(jī)要使這個(gè)頻帶信號(hào)無(wú)失真地通過(guò)，就要具有足夠的工作頻帶寬度，這就是通頻帶。通頻帶過(guò)寬，信號(hào)的主要頻譜成分當(dāng)然都會(huì)無(wú)失真地通過(guò)，但也會(huì)使收信機(jī)收到較多的噪聲；反之，通頻帶過(guò)窄，噪聲自然會(huì)減小下來(lái)，但卻造成了有用信號(hào)頻譜成分的損失，所以要合理地選擇收信機(jī)的通頻帶和通帶的幅頻衰減特性等。經(jīng)過(guò)分析可認(rèn)為，一般數(shù)字微波收信設(shè)備的通頻帶可取傳輸碼元速率為1~2倍。對(duì)于fs = 8.448Mb/s的二相調(diào)相數(shù)字微波通信設(shè)備，可取通頻帶為13MHz，這個(gè)帶寬等于碼元速率（二相調(diào)相中與比特速率相等）的1.5倍，通頻帶的寬度是由中頻放大器的集中濾波器予以保證的

什么是通頻帶

4，通頻帶怎么理解這句話由于放大電路中電容電感及半導(dǎo)體器件

這段話實(shí)際上說(shuō)的是放大電路的頻率響應(yīng)，如果是純電阻電路的話是不會(huì)有頻率響應(yīng)的存在的，也就是這個(gè)放大電路的增益不會(huì)隨著信號(hào)頻率的改變而改變，而現(xiàn)實(shí)中這種放大器是不存在的，因?yàn)榛蚨嗷蛏贂?huì)存在一些電抗元件，它們的電抗會(huì)隨著信號(hào)頻率的改變而改變，而最終的結(jié)果是使到放大器的增益在遠(yuǎn)離通頻帶的頻率上會(huì)有明顯的下降，并且因?yàn)檫@種電抗元件，輸入輸出信號(hào)會(huì)存在一定的相差。濾波器就是利用對(duì)不同頻率信號(hào)增益不同的原理來(lái)設(shè)計(jì)的。
信號(hào)都是從基極輸入的，三極管是電流驅(qū)動(dòng)元件，集電極電流是隨基極電流的變化而變化的。三極管之所以能放大交流信號(hào)，是因?yàn)樵诨鶚O加了“靜態(tài)電壓”，把它的靜態(tài)工作點(diǎn)提高了。因此在某種意義來(lái)說(shuō)，三極管現(xiàn)在放大的還是直流信號(hào)。

5，諧振電路的通頻帶是如何定義的它與哪些量有關(guān)

通頻帶指一個(gè)電路允許通過(guò)的頻率上限與下限之差.但這個(gè)概念只是一個(gè)定性的概念,各個(gè)不同的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不同,不同國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也不同,因此通頻帶的具體寬窄的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)不盡相同.有的規(guī)定當(dāng)輸出功率下降到最高點(diǎn)的一半時(shí)就算是截止頻率了,有的行業(yè)則規(guī)定下降到四分之一,也有的規(guī)定下降到十分之一.因此在電路中通常用諧振回路的品質(zhì)因Q值數(shù)來(lái)定量計(jì)算. 通頻帶總的說(shuō)與諧振回路的品質(zhì)因數(shù)Q值相關(guān),但是也不能一概而論.對(duì)諧振回路來(lái)說(shuō),Q值越大通頻帶就越窄；對(duì)帶通濾波器來(lái)說(shuō),Q值越大截止邊緣的上升沿和下降沿就越陡. 參見下圖： 題目中的說(shuō)法是對(duì)的,無(wú)論串聯(lián)諧振電路還是并聯(lián)諧振電路,Q值都隨R的增加而下降.因此通頻帶也隨R的增大而變寬.
你理解的沒(méi)錯(cuò)，“在選擇性好的基礎(chǔ)上保持通頻帶盡可能的寬，這是有矛盾的?！睍险f(shuō)的其實(shí)就是這個(gè)意思，只不過(guò)表述沒(méi)有你的那么準(zhǔn)確罷了。個(gè)人理解通頻帶就是帶寬的意思，帶寬小的電路選擇性好，帶寬大的電路選擇性差。在中心頻率一定的情況下，帶寬就是由q決定的。帶寬w=f。/q ，所以通頻帶和q可以認(rèn)為是同一個(gè)因素，決定選擇性好壞的可以說(shuō)是q，也可以說(shuō)是通頻帶。工科上的嚴(yán)謹(jǐn)并不意味著要追求概念間細(xì)小的差異，概念其實(shí)只是幫助自己理解現(xiàn)象的，弄清楚概念的基本意義和概念間的關(guān)系就可以了，重要的是如何應(yīng)用概念于實(shí)踐中。

6，信號(hào)濾波器原理

濾波是信號(hào)處理中的一個(gè)重要概念。濾波分經(jīng)典濾波和現(xiàn)代濾波。經(jīng)典濾波的概念，是根據(jù)富立葉分析和變換提出的一個(gè)工程概念。根據(jù)高等數(shù)學(xué)理論，任何一個(gè)滿足一定條件的信號(hào)，都可以被看成是由無(wú)限個(gè)正弦波疊加而成。換句話說(shuō)，就是工程信號(hào)是不同頻率的正弦波線性疊加而成的，組成信號(hào)的不同頻率的正弦波叫做信號(hào)的頻率成分或叫做諧波成分。只允許一定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)成分正常通過(guò)，而阻止另一部分頻率成分通過(guò)的電路，叫做經(jīng)典濾波器或?yàn)V波電路。實(shí)際上，任何一個(gè)電子系統(tǒng)都具有自己的頻帶寬度（對(duì)信號(hào)最高頻率的限制），頻率特性反映出了電子系統(tǒng)的這個(gè)基本特點(diǎn)。而濾波器，則是根據(jù)電路參數(shù)對(duì)電路頻帶寬度的影響而設(shè)計(jì)出來(lái)的工程應(yīng)用電路。用模擬電子電路對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行濾波，其基本原理就是利用電路的頻率特性實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)中頻率成分的選擇。根據(jù)頻率濾波時(shí)，是把信號(hào)看成是由不同頻率正弦波疊加而成的模擬信號(hào)，通過(guò)選擇不同的頻率成分來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)濾波。當(dāng)允許信號(hào)中較高頻率的成分通過(guò)濾波器時(shí)，這種濾波器叫做高通濾波器。當(dāng)允許信號(hào)中較低頻率的成分通過(guò)濾波器時(shí)，這種濾波器叫做低通濾波器。當(dāng)只允許信號(hào)中某個(gè)頻率范圍內(nèi)的成分通過(guò)濾波器時(shí)，這種濾波器叫做帶通濾波器。理想濾波器的行為特性通常用幅度-頻率特性圖描述，也叫做濾波器電路的幅頻特性。理想濾波器的幅頻特性如圖所示。圖中，w1和w2叫做濾波器的截止頻率。濾波器頻率響應(yīng)特性的幅頻特性圖 對(duì)于濾波器，增益幅度不為零的頻率范圍叫做通頻帶，簡(jiǎn)稱通帶，增益幅度為零的頻率范圍叫做阻帶。例如對(duì)于LP，從-w1當(dāng)w1之間，叫做LP的通帶，其他頻率部分叫做阻帶。通帶所表示的是能夠通過(guò)濾波器而不會(huì)產(chǎn)生衰減的信號(hào)頻率成分，阻帶所表示的是被濾波器衰減掉的信號(hào)頻率成分。通帶內(nèi)信號(hào)所獲得的增益，叫做通帶增益，阻帶中信號(hào)所得到的衰減，叫做阻帶衰減。在工程實(shí)際中，一般使用dB作為濾波器的幅度增益單位。低通濾波器低通濾波器的基本電路特點(diǎn)是，只允許低于截止頻率的信號(hào)通過(guò)。（1）一階低通Butterworth濾波電路下圖a和b是用運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)的兩種一階Butterworth濾波電路的電路。圖a是反相輸入一階低通濾波器，實(shí)際上就是一個(gè)積分電路，其分析方法與一階積分電路相同?；緸V波電路 演示圖b是同相輸入的一階低通濾波器。根據(jù)給定的電路圖可以得到 對(duì)濾波器來(lái)說(shuō)，更關(guān)心的是正弦穩(wěn)態(tài)是的行為特性，利用拉氏變換與富氏變換的關(guān)系，有 下圖是上式RC=2時(shí)的幅頻特性和相頻特性波特圖。RC=2時(shí)一階Butterworth低通濾波器的頻率響應(yīng)特性（2）二階低通Butterworth濾波電路下 圖是用運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)的二階低通Butterworth濾波電路。二階Butterworth低通濾波電路 直接采用頻域分析方法得到 其中k = 1+R1/R2 。令Q=1/（3-k），w0=1/RC，則可以寫成 其中k相當(dāng)于同相放大器的電壓放大倍數(shù)，叫做濾波器的通帶增益，Q叫做品質(zhì)因數(shù)，w0叫做特征角頻率。下圖是二階低通濾波器在RC=2時(shí)的波特圖，其中圖a是Q>0.707時(shí)的效果，圖b是Q=0.707時(shí)的效果，圖c是Q<0.707時(shí)的效果。 (a) Q>0.707 (b) Q=0.707 (c)Q<0.707二階低通濾波器在RC=2時(shí)的波特圖 從圖中可以看出，當(dāng)Q>0.707 或Q<0.707時(shí)，通帶邊沿處會(huì)出現(xiàn)比較大的不平坦現(xiàn)象。因此，品質(zhì)因數(shù)表明了濾波器通帶的狀態(tài)。一般要求Q=0.707。由此可以得到 這就是二階Butterworth濾波器電壓增益得計(jì)算0.707公式。令Q=0.707，得0.414R2 = 0.707R1 通常把最大增益倍所對(duì)應(yīng)的信號(hào)頻率叫做截止頻率，這時(shí)濾波器具有3dB的衰減。利用濾波器幅頻特性的概念，可以得到截止頻率w0 =w =1/RC，即 f =1/2pRC高通濾波器的特點(diǎn)是，只允許高于截止頻率的信號(hào)通過(guò)。下圖是二階Butterworth高通濾波器電路的理想物理模型。 直接采用頻域分析方法，并令k = 1+R1/R2 ，Q =1/（3-k），w0=1/RC，則可以得到二階Butterworth高通濾波電路的傳遞函數(shù)為 二階Butterworth高通濾波電路 演示高通濾波器考慮正弦穩(wěn)態(tài)條件下，s=jw，得二階BButterworth高通濾波器在頻率響應(yīng)特性與低通濾波器相似，當(dāng)Q>0.707或Q<0.707時(shí)，通帶邊沿處會(huì)出現(xiàn)不平坦現(xiàn)象。有關(guān)根據(jù)品質(zhì)因數(shù)Q計(jì)算電路電阻參數(shù)R1 和R2的方法與二階低通濾波器的計(jì)算相同。同樣，利用濾波器幅頻特性的概念，可以得到截止頻率w0 =w =1/RC，即 f =1/2pRC
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