頻率響應,頻率響應是什么意思
1、頻率響應是什么意思
頻率響應是在電子學上用來描述一臺儀器對于不同頻率的信號的處理能力的差異。同失真一樣,這也是一個非常重要的參數指標。
頻響也稱響曲線,是指增益隨頻率的變化曲線。任何音響設備或載體(記錄聲音信號的物體)都有其頻響曲線。理想的頻響曲線應當是平直的,聲音信號通過后不產生失真。
頻率失真
頻率失真是一種“線性失真”,意思是說,發生這種失真時放大器的輸出信號波形和輸入波形仍然是“相似形”,它不會使放大器對要處理的信號產生“形變”。一個單純的頻率失真可以看成放大器對于不同頻率的信號放大倍數不同。
2、什么是放大電路的頻率特性(或頻率響應)?
頻率響應就是指放大器的增益與頻率的關系。通常講一個好的放大器,不但要有足夠的放大倍數,而且要有良好的保真性能,即:放大器的非線性失真要小,放大器的頻率響應要好。
在額定的頻率范圍內,輸出電壓幅度的最大值與最小值之比,以分貝數(dB)來表示其不均勻度。頻率響應在電能質量概念中通常是指系統或計量傳感器的阻抗隨頻率的變化。
由于放大電路中存在電抗元件C,因此它對不同頻率呈現的阻抗不同,所以放大電路對不同頻率成分的放大倍數和相位移不同。放大倍數與頻率的關系稱為幅頻關系;相位與頻率的關系稱為相頻關系。放大電路工作在中頻區時,電壓的放大倍數基本不隨頻率變化,保持一常數。
低頻區:當放大倍數下降到中頻區放大倍數的0.707倍時,我們稱此時的頻率為下限頻率fl.放大器工作在此區時,所呈現的容抗增大,因此放大倍數下降,同時輸出電壓與輸入電壓之間產生附加相移。
高頻區:高頻區時的放大倍數也下降。因為放大器工作在高頻區時,電路的容抗變小,頻率上升時,使加至放大電路輸入信號減小,從而使放大倍數下降。
放大器具有頻率響應問題,原因有二:
一是實際放大的信號頻率不是單一的;
二是放大器具有電抗元件和電抗因素。由于放大電路中存在電抗元件(如管子的極間電容,電路的負載電容、分布電容、耦合電容、射極旁路電容等),使得放大器可能對不同頻率信號分量的放大倍數和相移不同。如放大電路對不同頻率信號的幅值放大不同,就會引起幅度失真。
如放大電路對不同頻率信號產生的相移不同就會引起相位失真。幅度失真和相位失真總稱為頻率失真,由于此失真是由電路的線性電抗元件(電阻、電容、電感等)引起的,故不稱為線性失真。為實現信號不失真放大所以要需研究放大器的頻率響應。
來源:百度百科-頻率響應
3、音響的頻率響應范圍
音箱的頻率響應范圍:從理論上講,20~20000Hz的頻率響應足夠了。低于20Hz的聲音,雖聽不到但人的其它感覺器官卻能覺察,也就是能感覺到所謂的低音力度,因此為了完美地播放各種樂器和語言信號,放大器要實現高保真目標,才能將音調的各次諧波均重放出來。所以應將放大器的頻帶擴展,下限延伸到20Hz以下,上限應提高到20000Hz以上。對于信號源(收音頭、錄音座和激光唱機等)頻率響應的表示方法有所不同。如歐洲廣播聯盟規定的調頻立體聲廣播的頻率響應為40~15000Hz時十/—2dB,國際電工委員會對錄音座規定的頻率響應最低指標:40~12500Hz時十/—2.5十/—4.5dB(普通帶),實際能達到的指標都明顯高于此數值。
音箱的頻響范圍是指該音箱在音頻信號重放時,在額定功率狀態下并在指定的幅度變化范圍內音箱所能重放音頻信號的頻響寬度。通俗的說,就是音箱所能發出的最低音和最高音之間的范圍。一般來說放大器在規定的功率狀況下,在頻率的高、低端增益分別下降-3dB,兩點之間的頻帶寬度稱為該放大器的頻響范圍。
4、放大電路的頻率響應
在放大電路中,由于電抗元器件(電容、電感等)及半導體極間電容的存在,當輸入信號的頻率過低或過高時,不但放大倍數會變小,而且還會產生超前或滯后相移,說明放大倍數是信號頻率的函數,這種函數關系稱為頻率響應。
對于任何一個具體的放大電路都有一個確定的通頻帶,因此在設計電路時,必須要首先了解信號的頻率范圍,以便使所設計的電路具有適應該信號頻率范圍的通頻帶。
耦合電容影響下限頻率:耦合電容構成高通通路,阻止低頻信號通過。對于高通電路,頻率越低,衰減越大,相移越大;只有當信號頻率遠高于下限截止頻率fL時,輸出才約等于輸入信號。
極間電容影響上限頻率:極間電容構成低通通路,阻止高頻信號通過。對于低通電路,頻率越高,衰減越大,相移越大;只有當信號頻率遠低于上限截止頻率fH時,輸出才約等于輸入信號。通頻帶fbw:放大電路的上限頻率fH與下限頻率fL之差就是通頻帶fbw。
改善低頻特性:加大耦合電容及其回路電阻,從而降低下限截止頻率。采用直接耦合方式,取消耦合電容影響。改善高頻特性:減小極間電容及其回路電阻,從而提高上限截止頻率。
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