Quelle est la signification de -3dB?

Mon oscilloscope a une bande passante de 100 MHz -3 dB. -3dB est de 0,707 unités (sqrt (2) / 2). Qu'est-ce que cela signifie, pourquoi une atténuation de 70,7%? Y a-t-il une raison particulière à ce niveau d'atténuation?

Tension vs puissance lors de l'utilisation de dB

Le point -3dB est également appelé point de "demi-puissance". En tension, cela peut ne pas donner beaucoup de sens à la raison pour laquelle nous utilisons ( ), mais regardons un exemple de ce que cela signifie dans le sens de la puissance.$\sqrt{2}/2$

Tout d'abord, , mais supposons que R est une constante 1 . En raison de la constante 1ohm, nous pouvons le supprimer de l'équation tous ensemble.$P=V^{2}/R$$\Omega$

Disons que vous avez un signal à 6 V, sa puissance serait alors .$(6 \text{ V})^2 = 36 \text{ W}$

Je prends maintenant le point -3dB, .$6\text{ V} \cdot \left( \frac{\sqrt{2}}{2} \right) = 4.2426\text{ V}$

Maintenant, obtenons la puissance au point -3dB, .$4.2426 \text{ V}^2=18 \text{ W}$

Donc, à l'origine, nous avions 36 W, maintenant nous avons 18 W (ce qui bien sûr est la moitié de 36 W).

Application de -3dB dans les filtres

Le point -3dB est très couramment utilisé avec des filtres de tous types (passe-bas, passe-bande, passe-haut ...). C'est juste dire que le filtre coupe la moitié de la puissance à cette fréquence. Le taux auquel il tombe dépend de l'ordre du système que vous utilisez. Un ordre plus élevé peut se rapprocher de plus en plus d'un filtre "mur de briques". Le filtre mural en brique est celui qui, juste avant la fréquence de coupure, vous êtes à 0 dB (aucun changement de signal) et juste après que vous êtes à -∞ dB (aucun signal ne passe).

Pourquoi filtrer l'entrée sur un oscilloscope?

Eh bien, plusieurs raisons. Tous les appareils (analogiques ou numériques) doivent faire quelque chose avec le signal. Vous pouvez aller aussi simple qu'un suiveur de tension jusqu'à quelque chose de plus complexe, comme afficher le signal sur un écran ou transformer le signal en audio. Tous les appareils nécessaires pour convertir votre signal en quelque chose qui est utilisable ont des attributs qui dépendent de la fréquence. Un exemple simple de ceci est un opamp et son GBWP.

Ainsi, sur une portée O, ils ajouteront un filtre passe-bas afin qu'aucun des périphériques internes ne doive traiter des fréquences supérieures à ce qu'ils peuvent gérer. Quand un oscope dit que son point -3 dB est de 100 MHz, il dit qu'il a placé un filtre passe-bas sur son entrée a une fréquence de coupure (point -3 dB) de 100 MHz.

Le graphique du module sur le diagramme de Bode d'un filtre passe-haut ou passe-bas du premier ordre peut être approximé par deux lignes. Le point que les deux lignes rencontrent, par rapport à la ligne réelle, nous donne le nombre de -3db. Ce point est appelé la fréquence de coupure.

Ainsi, de nombreux systèmes sont conçus pour fonctionner dans des conditions normales jusqu'à ce qu'ils atteignent la fréquence de coupure lorsqu'ils perdent à 3 dB maximum. Si vous utilisez un signal au-dessus de cette fréquence, le signal peut être plus atténué.

Plus d'informations sur Wikipedia sur les filtres passe-bas continus .

Les -3 dB, proviennent de 20 Log (0,707) ou 10 Log (0,5). pour déterminer la largeur de bande du signal, lors de la diminution de la tension du maximum à 0,707 Max ou de la diminution de la puissance du maximum à la moitié de la puissance.

La réponse de Kellenjb est excellente, je voulais juste ajouter une page Web qui m'a donné un moment "Ohhh" quand je lisais à propos de cette chose -3db. Peut-être que cela aide à visualiser.

J'ai lu un tutoriel sur les filtres Band Pass qui comprend une excellente image d'un tracé de Bode. Vous pouvez voir l'image clé ci-dessous. Il illustre bien comment l'atténuation du signal varie en fonction des fréquences. Nous voyons qu'il n'y a pas de déphasage à la fréquence centrale, nous avons donc une transmission complète du signal. Cependant, lorsque nous sortons de la bande passante, nous arrivons à un point où le filtre passe-bande décale le signal pour retarder ou entraîner la fréquence centrale de 45 degrés, et nous voyons notre point de -3 dB.

$1/\sqrt(2)$

$1/\sqrt(2)$

L'intérieur de l'oscilloscope a une limitation d'amplificateur. Ils l'ont appelé plage dynamique. Si vous utilisez votre portée passer la limitation, votre lecture ne sera plus précise. L'amplificateur linéaire commencera à devenir non linéaire.

Si vous regardez n'importe quelle conception de bloc de l'oscilloscope, vous remarquerez l'amplificateur d'entrée ou le préamplificateur. Vous ne verrez pas de bloc de filtre devant lui. Le signal d'entrée est trop petit avant de pouvoir être traité par un filtre. Après avoir amplifié le signal, vous pouvez utiliser un filtre. La limitation est donc le préamplificateur pas un filtre. Lorsque le o-scope vous donne une spécification de 100 Mhz, 3dB. Vous pouvez être sûr qu'il fait référence au préamplificateur.