-3dB、0.707与截止频率

[智能硬件]

目录：

1、什么是dB、dBm

2、什么是0.707

3、-3dB和0.707有什么联系

4、Multisim仿真论证

1）搭建RLC低通滤波电路

2）使用“交流分析”查看电路波特图

3）调整品质因数Q消除谐振

4）找到电路的截止频率

5）设置截止频率

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1、什么是dB、dBm

分贝是我国法定计量单位中的级差单位，表示为dB，其定义为：“两个同类功率量或可与功率类比的量之比值的常用对数乘以10等于1时的级差” 。

根据上面的定义，分贝就是级差单位。简单来说，分贝dB就是用来表征两个功率的比值关系，数值上等于功率比值取对数后再乘以10。特别说明：dB仅仅是一个比值，是一个数，不是功率值，也不是电压值。

如此，P1=10000*P2时，对应40dB。P1 = 1000000*P2时，对应60dB。这样倍率关系表示起来非常简洁。

举例说明：

输入信号功率P1 = 10W，经过某电路后，输出信号功率P2 = 5W，那么这个电路的增益即为-3dB，即衰减3dB，功率降为原来的一半。

另外有关高频电路以及EMC(EMC、抗干扰)的dBm、dBuV等概念请移步：电磁理论与天线技术。

2、什么是0.707

当保持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，即为截止频率，它是用来说明频率特性指标的一个特殊频率。

简单来说就是：输出信号幅值衰减为输入信号幅值的0.707倍时，这个频率就是截止频率。原来这个0.707是电压的比值关系。

3、-3dB和0.707有什么联系

根据上述推导公式，发现：当U1/U2 = 0.707时，取对数再乘以20，正好等于-3dB。因此，当功率降为原来的一半，此时的电压值降为原来的0.707倍。

4、Multisim仿真论证

1）搭建RLC低通滤波电路  

原文件下载请移步：RLC低通滤波电路仿真，采用Multisim仿真(Multisim14.2仿真使用汇总)。参数设置如下图所示。

2）使用“交流分析”查看电路波特图

“交流分析”使用方法移步：Multisim14.2仿真使用汇总之6、功率计、Bode图绘制仪与交流分析。

从上图可以看出已经发生了LC谐振，实际电路对阻尼的处理移步：如何提高电路的抗干扰能力之4）输入端LC滤波器设计注意。

3）调整品质因数Q消除谐振

R = 100Ω，L = 1mH，C = 1nF，计算下来，Q = 10 > 0.5(原因移步：通过RLC分析信号振铃)，处于欠阻尼状态，必然出现振铃。如果要让Q ≤ 0.5，需要R ≥ 2kΩ，这里就取R = 2kΩ。再次看下幅频特性曲线，如下图，谐振果真被消除。

4）找到电路的截止频率

双击波特表，打开“Bode Plotter”如下图，-3dB点对应频率约为102kHz。

也可以通过“交流分析”得到截至频率。

5）设置截止频率

将输入信号源V1的正弦波(均方根值为5V)频率设置到截止频率102KHz上面。

在另外一篇文章“Multisim14.2仿真使用汇总之2）Bode图绘制仪与交流分析”也有相关的描述。

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