頻率響應(yīng)是指將一個(gè)以恒電壓輸出的音頻信號(hào)與系統(tǒng)相連接時(shí)，音箱產(chǎn)生的聲壓隨頻率的變化而發(fā)生增大或衰減、相位隨頻率而發(fā)生變化的現(xiàn)象，這種聲壓和相位與頻率的相關(guān)聯(lián)的變化關(guān)系稱為頻率響應(yīng)。也是指在振幅允許的范圍內(nèi)音響系統(tǒng)能夠重放的頻率范圍，以及在此范圍內(nèi)信號(hào)的變化量稱為頻率響應(yīng)，也叫頻率特性。在額定的頻率范圍內(nèi)，輸出電壓幅度的最大值與最小值之比，以分貝數(shù)(dB)來(lái)表示其不均勻度。頻率響應(yīng)在電能質(zhì)量概念中通常是指系統(tǒng)或計(jì)量傳感器的阻抗隨頻率的變化。

頻率響應(yīng)確定方法

分析法

基于物理機(jī)理的理論計(jì)算方法，只適用于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成易于確定的情況。在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成給定后，運(yùn)用相應(yīng)的物理定律，通過(guò)推導(dǎo)和計(jì)算即可定出系統(tǒng)的頻率響應(yīng)。分析的正確程度取決于對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)了解的精確程度。對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)，分析法的計(jì)算工作量很大。

實(shí)驗(yàn)法

頻率響應(yīng)圖冊(cè)采用儀表直接量測(cè)的方法，可用于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)難以確定的情況。常用的實(shí)驗(yàn)方式是以正弦信號(hào)作為試驗(yàn)信號(hào)，在所考察的頻率范圍內(nèi)選擇若干個(gè)頻率值，分別測(cè)量各個(gè)頻率下輸入和穩(wěn)態(tài)輸出正弦信號(hào)的振幅和相角值。輸出與輸入的振幅比值隨頻率的變化特性是幅頻特性，輸出與輸入的相角差值隨頻率的變化特性是相頻特性。

頻率響應(yīng)性能

系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程與頻率響應(yīng)有著確定的關(guān)系，可用數(shù)學(xué)方法來(lái)求出。但是除一階和二階系統(tǒng)外，這樣做常需要很多時(shí)間，而且在很多情況下實(shí)際意義不大。常用的方法是根據(jù)頻率響應(yīng)的特征量來(lái)直接估計(jì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的性能。頻率響應(yīng)的主要特征量有：增益裕量和相角裕量、諧振峰值和諧振頻率、帶寬和截止頻率。

增益裕量和相角裕量

它可提供控制系統(tǒng)是否穩(wěn)定和具有多大穩(wěn)定裕量的信息。

諧振峰值Mr和諧振頻率ωr

Mr和ωr規(guī)定為幅頻特性|G(jω)|的最大值和相應(yīng)的頻率值。對(duì)于具有一對(duì)共軛復(fù)數(shù)主導(dǎo)極點(diǎn)(見根軌跡法)的高階線性定常系統(tǒng)，當(dāng)Mr值在(1.0～1.4)M0范圍內(nèi)時(shí)，可獲得比較滿意的過(guò)渡過(guò)程性能。其中M0是ω=0時(shí)頻率響應(yīng)的幅值。ωr的大小表征過(guò)渡過(guò)程的快速性：ωr值越大，系統(tǒng)在單位階躍作用下輸出響應(yīng)的快速性越好。

帶寬和截止頻率

截止頻率ωc規(guī)定為幅頻特性|G(jω)|達(dá)到0.7M0并繼續(xù)下降時(shí)的臨界頻率。對(duì)應(yīng)的頻率范圍0≤ω≤ωc稱為帶寬。截止頻率的含義是：系統(tǒng)對(duì)頻率高于ωc的信號(hào)分量具有過(guò)濾的功能，而頻率低于ωc的信號(hào)分量則可直接通過(guò)或略有衰減。從復(fù)現(xiàn)輸入信號(hào)的角度來(lái)說(shuō)，常要求帶寬大一些，它相應(yīng)于較小的上升時(shí)間和較快的響應(yīng)速度。但從抑制高頻噪聲的角度來(lái)看，則帶寬不宜太大。因此確定帶寬需要全面考慮。