幅频特性是指在电子技术实践中所遇到的
信号往往不是单一频率的, 而是在某一段频率范围内,在
放大电路、
滤波电路及
谐振电路等几乎所有的电子电路和设备中都含有电抗性元件, 由于它们在各种频率下的电抗值是不相同的,因而电信号在通过这些电子电路和设备的过程中,其幅度和相位发生了变化,亦即是使电信号在传输过程中发生了失真。电信号传输前后输入信号与输出信号的幅度之比称为幅频特性。
在放大器中,放大倍数随频率变化的关系为Au(jω)=V0Vi=V0Viejφ=Au(ω)ejφ(ω)式中Au(ω)表示
电压放大倍数的大小和频率之间的关系,称为幅频特性
由于
放大电路中电抗元件的存在,放大电路对不同频率分量的信号放大能力是不相同的,而且不同频率分量的信号通过放大电路后还会产生不同的相移。因此,衡量放大电路放大能力的放大倍数也就成为频率的函数。
放大电路的电压放大倍数与频率的关系称为幅频特性,输出信号与输入信号的相位差与频率之间的关系称为
相频特性。两者统称
频率特性。
频率响应是控制系统对正弦输入信号的稳态正弦响应。即一个稳定的
线性定常系统,在正弦信号的作用下,稳态时输出仍是一个与输入同频率的正弦信号,且稳态输出的幅值与相位是输入正弦信号频率的函数。
频率特性 的幅值和相位都是随 而变化,即频率特性反映了系统对不同频率信号的响应特性,描述了系统对不同频率正弦信号的传递能力。频率特性与微分方程和传递函数一样,是系统在在频域的数学模型,它描述了系统的内在特性,与外界因素无关。
幅频特性就是指系统
频率响应的幅度随频率变化的曲线,幅度大的地方对应通带,也就是对应频率成分通过系统有较小衰减,幅度小的地方对应阻带,也就是对应频率成分通过系统有较大衰减,根据这个特性,可以用来观测比较滤波器的情况,观察其是否符合要求也就是作为
滤波器的技术指标。
理想滤波器是分段常数型的,对应的
脉冲响应是无限长的
sinc函数,实际系统不可能实现,因此要对脉冲响应进行截断处理,这就在频域产生
吉布斯效应,也就是在通带和阻带内形成波动,并且不再尖锐截止,产生过度带。同时可以画幅频特性曲线,这样可以主要检查设计的滤波器是否满足要求,主要指标有:通带截止频率,阻带截止频率,通带波纹和阻带衰减是否达到要求。
接下来列举一个例子,
数字滤波器的系统函数为H(Z),他在Z平面单位圆上的值为滤波器频率响应 H(e(jw)(jw为指数),其中幅度平方响应表征了滤波器频率响应的特征。
幅度平方响应 :只需要逼近幅度响应,不考虑相位,如
经典滤波器的逼近。根据该参数设计,很方便。即为频率响应共轭积。H(z)*H(z^-1).极点共轭,且以单位圆成镜像对称。