带宽、特征频率、截止频率、-3dB什么意思

带宽、特征频率、截止频率、-3dB

一、-3dB带宽定义和理解 

-3dB带宽指幅值等于最大值的二分之根号二倍时对应的频带宽度。

幅值的平方即为功率，平方后变为1/2倍，在对数坐标中就是-3dB的位置了，也就是半功率点了，对应的带宽就是功率在减少至其一半以前的频带宽度，表示在该带宽内集中了一半的功率。 

3dB--指的是比峰值功率小3dB（就是峰值的50％）的频谱范围的带宽； 

6dB--同上，6dB对应的是峰值功率的25％。   

二、截止频率 

        用来说明电路频率特性指标的特殊频率。当保持电路输入信号的幅度不变，改变频率使输出信号降至最大值的0.707倍，或某一特殊额定值时该频率称为截止频率。在高频端和低频端各有一个截止频率，分别称为上截止频率和下截止频率。两个截止频率之间的频率范围称为通频带。

        

三、带宽 

       带宽又叫频宽,是指在固定的时间可传输的资料数量，亦即在传输管道中可以传递数据的能力。在数字设备中，频宽通常以bps表示，即每秒可传输之位数。在模拟设备中，频宽通常以每秒传送周期或赫兹Hertz(Hz)来表示。频宽对基本输出入系统(BIOS)设备尤其重要，如快速磁盘驱动器会受低频宽的总线所阻碍。 

       单位时间内能够在线路上传送的数据量，常用的单位是bps(bit per second)。计算机网络的带宽是指网络可通过的最高数据率，即每秒多少比特。 

       严格来说，数字网络的带宽应使用波特率来表示（band），表示每秒的脉冲数。而比特是信息单位，由于数字设备使用二进制，则每位电平所承载的信息量是1(以2为底2的对数，如果是四进制，则是以2为底的4的对数，每位电平所承载的信息量为2)。        因此，在数值上波特与比特是相同的。由于人们对这两个概念分的并不是很清楚，因此常使用比特率来表示速率，也正是用比特的人太多，所以比特率也就成了一个带宽事实的标准叫法了。描述带宽时常常把“比特/秒”省略。例如，带宽是10M，实际上是10Mb/s。这里的M是10^6。 

四、滤波的基本概念，特征频率（中心频率），截止频率和增益（db) 

       特征频率（中心频率）fo是由电路决定的，它一般等于1/2πRC，它表明了一个电路特性，也就是这个频率之前的信号是我们需要的，而之后的信号是要滤掉的。

       而截止频率fp是增益为-3db时的信号频率，-3db之后的频率一般认为这个信号是衰减的。我们看一些模拟滤波芯片的datasheet时，里面提到的一般都是截止频率。而一般的各种类型的滤波曲线，例如切比雪夫，贝塞尔等，就是根据截止频率是否靠近特征频率以及衰减程度来分类的。 

       dB的概念就是信号的增益，其实也就是衰减程度，它等于20log(Au/Aup)，Au为某一频率电路的放大倍数，Aup为一个定值，它等于信号通带频率下的放大倍数。 例如-3db，如果通带频率下的放大倍数为1，也就是Aup为1，即滤波电路在通带时没有放大电压，那么-3 = 20log(Au/Aup)=20log(Au)，算出来Au=0.707，在这种情况下，-3db表示信号衰减为原来的70.7%

五、关于通频带，3dB带宽，三阶截点和 1dB压缩点 

 5.1.通频带 

        用于衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。由于放大电路中电容、电感及半导体器件结电容等电抗元件的存在，在输入信号频率较低或较高时，放大倍数的数值会下降并产生相移。通常情况下，放大电路只适用于放大某一个特定频率范围内的信号。如图所示为某放大电路的幅频特性曲线。

        

• f1-f2之间为通频带  
• 下限截止频率fL：在信号频率下降到一定程度时，放大倍数的数值明显下降，使放大倍数的数值等于0.707倍的频率称为下限截止频率fL。 

• 上限截止频率fH：信号频率上升到一定程度时，放大倍数的数值也将下降，使放大倍数的数值等于0.707倍的频率称为上限截止频率fH。 
• 通频带fbw：fL与fH之间形成的频带称中频段，或通频带fbw。fbw＝fH－fL

       在信号传输系统中,系统输出信号从最大值衰减3dB的信号频率为截止频率,上下截止频率之间的频带称为通频带,用BW表示。通频带越宽，表明放大电路对不同频率信号的适应能力越强。"通频带" 英文：passband; transmission bands; pass band;

 5.2.放大电路的频率响应（Link）