前言
零点和极点,是滤波器发生状态转换的频率,它们可以从“频率响应”中看出。
我们先说一下波特图,因为波特图是“频率响应”的一种表示方式,然后在波特图上找找看零点和极点的位置。
波特图
波特图(Bode plot),描述了滤波器对不同频率输入信号的输出响应,包含增益或衰减图(Gain)和相移图(Phase shift),采用对数刻度绘制,让增益、相移变化更加突显,因此使得滤波器分析变得简单。
以下展示一个低通滤波器的波特图:
图1 低通滤波器的波特图
横坐标的“频率”,因为是对数刻度,以“10”为倍数增加。
纵坐标的“增益”,单位是分贝 (dB) ,有几个看点:
简单无源滤波器,可以分为通带(Pass band)与阻带(Stop band)两个区域。
在通带,信号以全部幅度通过,线性增益最大是 1 倍,对应分贝是 0dB。
在阻带,信号不能以全部幅度通过,也就是有衰减,线性增益小于 1 倍,对应分贝数是负数。
截止频率(Cutoff)是通带与阻带发生变化的点。
从截止频率开始,增益下降(衰减)非常线性,每 10 倍频率下降 20dB (20dB / Decade),等同于每 2 倍频率下降 6dB (6dB / Octave)。
增益下降到 -30dB、-40dB就已经很小了,之后可以忽略不计。
波特图中,增益由一条水平线和一条斜线组成,这是对滤波器的近似,如果放大来看截止频率处的区域,会看到实际的增益曲线在通带和阻带之间有平滑过渡,在截止频率处的增益为