
【電】 low-frequency gain
【計】 LF
gain; plus
【計】 gain
【化】 gain
在電子工程領域,"低頻增益"(Low-Frequency Gain)指電路或系統在輸入信號頻率遠低于其截止頻率(通常接近直流或接近0Hz)時,輸出信號與輸入信號的幅度比值。它反映了系統對緩慢變化信號的放大能力,是衡量放大器、濾波器等電路直流或準靜态性能的關鍵參數。
低頻(Low-Frequency)
指信號頻率遠低于系統帶寬下限(如接近0Hz的直流信號),此時電路中的電容、電感等電抗元件影響可忽略,系統行為主要由電阻性元件主導。
增益(Gain)
定義為輸出信號幅度與輸入信號幅度的比值,常用分貝(dB)表示:
$$ G{dB} = 20 log{10}left(frac{V{text{out}}}{V{text{in}}}right) $$
在低頻區,增益通常接近最大值且保持穩定。
物理意義:
低頻增益表征系統對直流或緩變信號的放大能力。例如,運算放大器的開環直流增益(如100dB)直接影響其精度和線性度。
與頻率響應的關系:
在波特圖中,低頻增益位于幅頻特性曲線的平坦區域。當頻率升高至截止頻率($f_c$)後,增益開始以-20dB/十倍頻下降(一階系統)。
放大器設計
運算放大器的低頻增益需足夠高(>80dB)以減小靜态誤差,提升控制精度。例如,PID控制器中的積分環節依賴高直流增益消除穩态誤差。
來源:Sedra & Smith, "Microelectronic Circuits" (牛津大學出版社)
電源穩壓電路
線性穩壓器的低頻增益決定輸出電壓的負載調整率。高增益誤差放大器可抑制輸入電壓波動的影響。
來源:IEEE标準術語庫(IEEE Xplore)
生物信號采集
心電圖(ECG)放大器的低頻增益需精确設定(通常40-60dB),以放大毫伏級生理信號而不引入直流漂移。
來源:Webster, "Medical Instrumentation: Application and Design" (威利出版社)
參數 | 低頻增益 | 高頻增益 |
---|---|---|
頻率範圍 | $f ll f_c$(近直流) | $f gg f_c$(超出帶寬) |
主導因素 | 電阻網絡、晶體管跨導 | 寄生電容、電感效應 |
工程意義 | 系統精度、穩定性基礎 | 帶寬限制、高頻失真來源 |
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低頻增益是電子工程和聲學系統中的重要概念,主要用于描述系統在低頻範圍内對輸入信號的放大能力。以下是詳細解釋:
低頻增益指系統在低頻段(通常指200Hz以下)的輸出信號與輸入信號的比率。它反映了設備對低頻率信號的放大效果,例如在音頻設備中增強低音,或在電子電路中調整低頻響應。
低頻增益是優化低頻信號處理的關鍵參數,其調節直接影響設備的音質、信號傳輸質量等。如需進一步了解具體設備中的實現方式,可參考聲學系統或電路設計相關資料。
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