Częstotliwość graniczna filtru to częstotliwość, przy której filtr zaczyna wyraźnie zmieniać poziom sygnału. Oznacza się ją najczęściej jako fg, fc lub f0.
W typowych filtrach analogowych częstotliwość graniczna jest wyznaczana dla poziomu:
- -3 dB względem pasma przepustowego,
- czyli dla spadku amplitudy do około 0,707 wartości maksymalnej,
- co odpowiada spadkowi mocy o połowę.
Jak odczytać częstotliwość graniczną z wykresu?
Na charakterystyce amplitudowo-częstotliwościowej należy znaleźć punkt, w którym tłumienie lub wzmocnienie osiąga poziom -3 dB względem płaskiego fragmentu charakterystyki.
Dla filtru dolnoprzepustowego:
- dla małych częstotliwości sygnał przechodzi prawie bez tłumienia,
- po przekroczeniu częstotliwości granicznej tłumienie rośnie,
- punkt graniczny znajduje się zwykle na załamaniu charakterystyki.
Przykład egzaminacyjny
Jeżeli na wykresie tłumienia filtru poziom -3 dB wypada przy częstotliwości 1 kHz, to częstotliwość graniczna filtru wynosi:
fg = 1 kHz
Ważne skojarzenia
- filtr dolnoprzepustowy: przepuszcza niskie częstotliwości, tłumi wysokie,
- filtr górnoprzepustowy: tłumi niskie częstotliwości, przepuszcza wysokie,
- -3 dB: standardowy poziom wyznaczania częstotliwości granicznej,
- skala częstotliwości na wykresach filtrów jest często logarytmiczna.