最詳細、全面的頻率響應知識

　　頻率響應是指將一個以恒電壓輸出的音頻信號與系統(tǒng)相連接時，音箱產(chǎn)生的聲壓隨頻率的變化而發(fā)生增大或衰減、相位隨頻率而發(fā)生變化的現(xiàn)象，這種聲壓和相位與頻率的相關(guān)聯(lián)的變化關(guān)系稱為頻率響應。也是指在振幅允許的范圍內(nèi)音響系統(tǒng)能夠重放的頻率范圍，以及在此范圍內(nèi)信號的變化量稱為頻率響應，也叫頻率特性。在額定的頻率范圍內(nèi)，輸出電壓幅度的最大值與最小值之比，以分貝數(shù)(dB)來表示其不均勻度。頻率響應在電能質(zhì)量概念中通常是指系統(tǒng)或計量傳感器的阻抗隨頻率的變化。

　　頻率響應確定方法

　　分析法

　　基于物理機理的理論計算方法，只適用于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成易于確定的情況。在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成給定后，運用相應的物理定律，通過推導和計算即可定出系統(tǒng)的頻率響應。分析的正確程度取決于對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)了解的精確程度。對于復雜系統(tǒng)，分析法的計算工作量很大。

　　實驗法

　　頻率響應圖冊采用儀表直接量測的方法，可用于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)難以確定的情況。常用的實驗方式是以正弦信號作為試驗信號，在所考察的頻率范圍內(nèi)選擇若干個頻率值，分別測量各個頻率下輸入和穩(wěn)態(tài)輸出正弦信號的振幅和相角值。輸出與輸入的振幅比值隨頻率的變化特性是幅頻特性，輸出與輸入的相角差值隨頻率的變化特性是相頻特性。

　　頻率響應性能

　　系統(tǒng)的過渡過程與頻率響應有著確定的關(guān)系，可用數(shù)學方法來求出。但是除一階和二階系統(tǒng)外，這樣做常需要很多時間，而且在很多情況下實際意義不大。常用的方法是根據(jù)頻率響應的特征量來直接估計系統(tǒng)過渡過程的性能。頻率響應的主要特征量有：增益裕量和相角裕量、諧振峰值和諧振頻率、帶寬和截止頻率。

　　增益裕量和相角裕量

　　它可提供控制系統(tǒng)是否穩(wěn)定和具有多大穩(wěn)定裕量的信息。

　　諧振峰值Mr和諧振頻率ωr

　　Mr和ωr規(guī)定為幅頻特性|G(jω)|的最大值和相應的頻率值。對于具有一對共軛復數(shù)主導極點(見根軌跡法)的高階線性定常系統(tǒng)，當Mr值在(1.0～1.4)M0范圍內(nèi)時，可獲得比較滿意的過渡過程性能。其中M0是ω=0時頻率響應的幅值。ωr的大小表征過渡過程的快速性：ωr值越大，系統(tǒng)在單位階躍作用下輸出響應的快速性越好。

　　帶寬和截止頻率

　　截止頻率ωc規(guī)定為幅頻特性|G(jω)|達到0.7M0并繼續(xù)下降時的臨界頻率。對應的頻率范圍0≤ω≤ωc稱為帶寬。截止頻率的含義是：系統(tǒng)對頻率高于ωc的信號分量具有過濾的功能，而頻率低于ωc的信號分量則可直接通過或略有衰減。從復現(xiàn)輸入信號的角度來說，常要求帶寬大一些，它相應于較小的上升時間和較快的響應速度。但從抑制高頻噪聲的角度來看，則帶寬不宜太大。因此確定帶寬需要全面考慮。