
【電】 log-magnitude and phase diagram
對數幅度及相位圖是電子工程與信號處理領域用于分析線性時不變系統頻率響應的核心工具,其英文對應術語為"Logarithmic Magnitude and Phase Plot"。該圖形由兩個關聯子圖構成:
對數幅度圖(Logarithmic Magnitude Plot) 以分貝(dB)為單位的縱軸表示系統增益,橫軸采用對數尺度頻率。數學表達式為: $$ 20log_{10}|H(jomega)| $$ 其中$H(jomega)$為系統傳遞函數。該圖可直觀反映系統對不同頻率信號的放大/衰減特性,在濾波器設計、放大器穩定性分析中具有關鍵作用。
相位圖(Phase Plot) 縱軸以角度(°)或弧度表示輸出信號相對于輸入信號的相位偏移,橫軸同樣采用對數頻率尺度。表達式為: $$ angle H(jomega) $$ 相位信息對判斷系統時延特性和閉環穩定性至關重要,如奈奎斯特穩定性判據即基于此特性。
工程實踐中,兩者常組合為伯德圖(Bode Plot)進行聯合分析。根據IEEE控制系統協會技術報告,該方法自1930年代由Hendrik Bode提出後,已成為頻域分析的标準工具,廣泛應用于通信系統、自動控制、電力電子等領域的設計驗證環節。經典教材《信號與系統》(Alan V. Oppenheim著)第6章對此有系統論述。
對數幅度及相位圖是信號分析與處理中常用的圖形表示方法,主要用于描述信號的頻率特性。以下是詳細解釋:
對數幅度圖
表示信號在不同頻率分量上的強度(幅度)以對數形式呈現的圖形。通常以分貝(dB)為單位,公式為:
$$ 20 log_{10}(A) $$
其中( A )為幅度值(複數信號的模)。這種表示能壓縮動态範圍,便于觀察弱信號。
相位圖
表示信號各頻率分量的相位差,以角度(°)或弧度(rad)為單位。相位反映不同頻率分量在時間軸上的相對位置偏移。
對于複數信號( X(f) = a + jb )(如傅裡葉變換後的結果):
類型 | 橫軸 | 縱軸 | 用途 |
---|---|---|---|
對數幅度圖 | 頻率(Hz) | 幅度(dB) | 分析信號強度分布 |
相位圖 | 頻率(Hz) | 相位角(°或rad) | 分析信號時間延遲或波形畸變 |
如需更深入的技術推導,可參考信號與系統教材或傅裡葉變換相關文獻。
膀胱橫襞辦理海關進口手續不和不了了之磁盤庫管理程式碘化亞銻動量方程多普勒效應發熱時氟哌丁苯感覺上皮格臘維次氏嗜睑細胞增多光束控制國際警察組織膠清橡膠吉布斯自由能肌節镧La冷卻硬化臨界沸騰略免疫缺乏納稅尿液性水腫千斤頂螺絲乳酰四氫蝶呤實數累加器填焊金屬維護控制數據