通带波纹英文解释翻译、通带波纹的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【电】 passband ripple
分词翻译:
通带的英语翻译:
【计】 passband
波纹的英语翻译:
corrugation; crinkle; ripple; ruffle
【机】 ripple
专业解析
通带波纹(Passband Ripple)是滤波器设计中的一个关键参数,指在滤波器允许信号通过的频率范围(即通带)内,其幅频响应(幅度随频率变化的特性)偏离理想平坦响应的最大波动量。这种波动表现为通带内增益或衰减的周期性起伏,通常以分贝(dB)为单位进行量化。
从汉英词典角度解析:
- 通带 (Tōngdài): 对应英文Passband,指滤波器允许信号几乎无衰减通过的频率范围。
- 波纹 (Wénbō): 对应英文Ripple,在此语境下指幅度响应的起伏或波动,而非水面波纹。
工程意义与影响:
- 设计目标与权衡: 理想滤波器在通带内应具有完全平坦的响应(增益恒定)。然而,实际滤波器(尤其是有限脉冲响应FIR滤波器)设计中,为了获得更陡峭的过渡带(通带与阻带之间的区域)或更低的阻带衰减,往往需要在通带内允许一定程度的波纹存在。这是一个设计上的权衡(Trade-off)。
- 对信号的影响: 通带波纹会导致通过滤波器的信号在通带内不同频率分量上受到不同程度的放大或衰减。过大的波纹会引入信号失真,特别是在处理要求幅度精度高的信号(如通信系统中的调制信号、精密测量信号)时影响显著。波纹越小,通带内的幅度响应越平坦,信号失真越小。
- 量化指标: 波纹大小通常用δ_p(波纹系数)表示,其绝对值|δ_p|是通带内实际增益与理想增益(通常归一化为1或0 dB)的最大偏差。波纹幅度常用分贝表示:Ripple (dB) = 20 log₁₀(1 ± δ_p)。例如,±0.1 dB的通带波纹意味着增益在通带内最大有±0.1 dB的波动。波纹的峰峰值(Peak-to-Peak Ripple)是通带内最大增益与最小增益之差(以dB计)。
- 数学表达: 对于低通滤波器,通带通常定义为频率从0(或很低)到某个截止频率ω_p的范围。通带波纹约束可表示为:
$$
1 - delta_p leq |H(e^{jomega})| leq 1 + delta_p quad text{for} quad 0 leq omega leq omega_p
$$
其中H(e^{jω})是滤波器的频率响应,ω_p是通带截止频率(来源:经典数字信号处理教材,如Oppenheim & Schafer)。
权威参考来源:
- IEEE Xplore Digital Library: 作为电气电子工程师学会(IEEE)的核心数据库,收录了大量关于滤波器设计、信号处理的权威期刊论文和会议论文,其中详细定义了通带波纹等参数及其影响(来源:IEEE Xplore)。
- MathWorks Documentation (Filter Design & Analysis): MATLAB官方文档提供了滤波器设计工具(如
fdesign
, designfilt
)的详细说明,明确阐述了通带波纹(Passband Ripple)作为设计约束的定义和使用方法(来源:MathWorks Filter Design Documentation)。
- 经典教材 - 《Discrete-Time Signal Processing》 (Oppenheim & Schafer): 这本被广泛采用的教材在讨论FIR滤波器设计(如窗函数法波纹最优设计)时,对通带波纹、阻带衰减、过渡带宽等指标及其相互关系有系统阐述(来源:Oppenheim, A. V., & Schafer, R. W. Discrete-Time Signal Processing. Pearson)。
- Analog Devices, Inc. (ADI) Technical Articles: ADI作为领先的模拟和数字信号处理芯片供应商,其官网技术文章库包含许多关于滤波器基础和应用的文章,常涉及通带波纹等关键概念的工程解释(来源:Analog Devices EngineerZone)。
网络扩展解释
通带波纹是滤波器设计中描述通带内幅频响应波动的关键参数,其含义和影响如下:
定义与物理意义
通带波纹指滤波器在通带范围内,幅频响应的最大与最小增益差值(单位:dB)。例如,通带波纹为0.01 dB表示信号在通带内的幅度波动极微小。这一指标反映了通带内信号幅值的平坦度:波纹越大,信号幅度变化越明显,可能影响系统精度。
成因与设计考量
- 吉布斯现象:实际滤波器无法实现理想平坦通带,尤其在通带边缘会出现周期性起伏,称为吉布斯现象。
- 阶数影响:滤波器阶数越高,通带波纹通常越小,但设计复杂度增加。
- 公式表示:波纹幅度可通过 $20log_{10}(1+delta_p)$ 计算,其中 $delta_p$ 为通带波动系数。
应用要求
- 高精度系统(如通信设备)要求通带波纹小于1 dB。
- 与阻带最小衰减共同决定滤波器性能,前者关注通带平坦度,后者衡量阻带抑制能力。
注:术语中“纹波”与“波纹”常混用,均指通带幅值波动。
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