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Leggi modulo e fase in un diagramma di Bode

Calcola una frequenza di taglio del primo ordine, decibel e frequenze di prova significative.

Un rapporto, non una tensione assoluta

Per una funzione di trasferimento di tensione, il modulo in decibel è 20log⁡10∣H∣20\log_{10}|H|, dove H è tensione di uscita divisa per tensione di ingresso con carico dichiarato. Un rapporto di tensione 2 è 6.0206 dB; un rapporto 0.1 è −20 dB. Il fattore 10 appartiene ai rapporti di potenza. Mescolare le due convenzioni raddoppia o dimezza il risultato nel grafico.

Un passa-basso RC senza carico con uscita ai capi di C ha H(jω)=1/(1+jωRC)H(j\omega)=1/(1+j\omega RC). La frequenza di taglio è fc=1/(2πRC)f_c=1/(2\pi RC). Siano R = 10 kΩ e C = 100 nF. Allora fc = 159.154943 Hz. A fc, il modulo è 1/√2 = 0.707107, cioè −3.0103 dB, e la fase −45°. La frequenza di taglio non è il punto in cui l'uscita scompare improvvisamente.

Tre punti di verifica utili

FrequenzaModuloGuadagnoFase
0.1 fc0.995037−0.043214 dB−5.710593°
fc0.707107−3.010300 dB−45°
10 fc0.099504−20.043214 dB−84.289407°

Molto oltre il taglio, questa risposta del primo ordine tende a una pendenza di −20 dB per decade. L'asintoto è utile per uno schizzo, non è la curva esatta vicino a fc. La fase tende a −90° ad alta frequenza. La spaziatura logaritmica delle frequenze rende leggibili sia la banda passante a bassa frequenza sia l'attenuazione ad alta frequenza.

Il carico deve rimanere nel modello

Se un carico da 10 kΩ viene collocato ai capi del condensatore, il guadagno in continua è 0.5 e il polo usa 5 kΩ per C. L'uscita assoluta al polo è quindi 0.5/√2, non 0.707107. Un «punto a −3 dB» normalmente significa 3 dB sotto il guadagno in banda passante, quindi dichiara il riferimento.

Pianifica una scansione AC su almeno due decadi attorno alla frequenza di taglio prevista, poi aggiungi frequenze esatte di verifica. Una scansione ampia mostra la forma; punti esatti sostengono l'accettazione numerica. Confronta insieme modulo e fase, perché una selezione errata del nodo può produrre accidentalmente un modulo plausibile a una frequenza.

Prova tu

Un passa-basso ha guadagno in continua 4. Qual è il suo modulo al polo del primo ordine e il guadagno assoluto in dB in quel punto?

Leggi la spiegazione

Il modulo è 4/√2 = 2.828427. Il guadagno assoluto è 20 log10(4) − 3.0103 = 9.0309 dB; è 3.0103 dB sotto la banda passante di 12.0412 dB.

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