频率响应,频率响应是什么意思
1、频率响应是什么意思
频率响应是在电子学上用来描述一台仪器对于不同频率的信号的处理能力的差异。同失真一样,这也是一个非常重要的参数指标。
频响也称响曲线,是指增益随频率的变化曲线。任何音响设备或载体(记录声音信号的物体)都有其频响曲线。理想的频响曲线应当是平直的,声音信号通过后不产生失真。
频率失真
频率失真是一种“线性失真”,意思是说,发生这种失真时放大器的输出信号波形和输入波形仍然是“相似形”,它不会使放大器对要处理的信号产生“形变”。一个单纯的频率失真可以看成放大器对于不同频率的信号放大倍数不同。
2、什么是放大电路的频率特性(或频率响应)?
频率响应就是指放大器的增益与频率的关系。通常讲一个好的放大器,不但要有足够的放大倍数,而且要有良好的保真性能,即:放大器的非线性失真要小,放大器的频率响应要好。
在额定的频率范围内,输出电压幅度的最大值与最小值之比,以分贝数(dB)来表示其不均匀度。频率响应在电能质量概念中通常是指系统或计量传感器的阻抗随频率的变化。
由于放大电路中存在电抗元件C,因此它对不同频率呈现的阻抗不同,所以放大电路对不同频率成分的放大倍数和相位移不同。放大倍数与频率的关系称为幅频关系;相位与频率的关系称为相频关系。放大电路工作在中频区时,电压的放大倍数基本不随频率变化,保持一常数。
低频区:当放大倍数下降到中频区放大倍数的0.707倍时,我们称此时的频率为下限频率fl.放大器工作在此区时,所呈现的容抗增大,因此放大倍数下降,同时输出电压与输入电压之间产生附加相移。
高频区:高频区时的放大倍数也下降。因为放大器工作在高频区时,电路的容抗变小,频率上升时,使加至放大电路输入信号减小,从而使放大倍数下降。
放大器具有频率响应问题,原因有二:
一是实际放大的信号频率不是单一的;
二是放大器具有电抗元件和电抗因素。由于放大电路中存在电抗元件(如管子的极间电容,电路的负载电容、分布电容、耦合电容、射极旁路电容等),使得放大器可能对不同频率信号分量的放大倍数和相移不同。如放大电路对不同频率信号的幅值放大不同,就会引起幅度失真。
如放大电路对不同频率信号产生的相移不同就会引起相位失真。幅度失真和相位失真总称为频率失真,由于此失真是由电路的线性电抗元件(电阻、电容、电感等)引起的,故不称为线性失真。为实现信号不失真放大所以要需研究放大器的频率响应。
来源:百度百科-频率响应
3、音响的频率响应范围
音箱的频率响应范围:从理论上讲,20~20000Hz的频率响应足够了。低于20Hz的声音,虽听不到但人的其它感觉器官却能觉察,也就是能感觉到所谓的低音力度,因此为了完美地播放各种乐器和语言信号,放大器要实现高保真目标,才能将音调的各次谐波均重放出来。所以应将放大器的频带扩展,下限延伸到20Hz以下,上限应提高到20000Hz以上。对于信号源(收音头、录音座和激光唱机等)频率响应的表示方法有所不同。如欧洲广播联盟规定的调频立体声广播的频率响应为40~15000Hz时十/—2dB,国际电工委员会对录音座规定的频率响应最低指标:40~12500Hz时十/—2.5十/—4.5dB(普通带),实际能达到的指标都明显高于此数值。
音箱的频响范围是指该音箱在音频信号重放时,在额定功率状态下并在指定的幅度变化范围内音箱所能重放音频信号的频响宽度。通俗的说,就是音箱所能发出的最低音和最高音之间的范围。一般来说放大器在规定的功率状况下,在频率的高、低端增益分别下降-3dB,两点之间的频带宽度称为该放大器的频响范围。
4、放大电路的频率响应
在放大电路中,由于电抗元器件(电容、电感等)及半导体极间电容的存在,当输入信号的频率过低或过高时,不但放大倍数会变小,而且还会产生超前或滞后相移,说明放大倍数是信号频率的函数,这种函数关系称为频率响应。
对于任何一个具体的放大电路都有一个确定的通频带,因此在设计电路时,必须要首先了解信号的频率范围,以便使所设计的电路具有适应该信号频率范围的通频带。
耦合电容影响下限频率:耦合电容构成高通通路,阻止低频信号通过。对于高通电路,频率越低,衰减越大,相移越大;只有当信号频率远高于下限截止频率fL时,输出才约等于输入信号。
极间电容影响上限频率:极间电容构成低通通路,阻止高频信号通过。对于低通电路,频率越高,衰减越大,相移越大;只有当信号频率远低于上限截止频率fH时,输出才约等于输入信号。通频带fbw:放大电路的上限频率fH与下限频率fL之差就是通频带fbw。
改善低频特性:加大耦合电容及其回路电阻,从而降低下限截止频率。采用直接耦合方式,取消耦合电容影响。改善高频特性:减小极间电容及其回路电阻,从而提高上限截止频率。
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