Decade (對數尺度)

decade是在對數尺度下,兩個數量級之間10倍的差距。decade和octave都是用來表示兩個頻率之間的比例,也可能視為是對數單位。decade常用來描述頻率或是電子系統(如音频功率放大器及电子滤波器)的頻率響應。

計算
decade中10倍的差距可以和參考值相乘或相除,因此100 往上一個decade是1000 Hz,往下一個decade是10 Hz。重點是10倍的差距,單位本身不是重點,因此3.14 rad/s是31.4 rad/s往下一個decade。

若要確認兩個頻率f_1及f_2之間相距多少decade,可以計算兩個頻率的對數:
*\log_{10} (f_2/f_1)\over\log_{10} (10) decades

:從15 rad/s到150,000 rad/s有多少decade?
::\log_{10} (150000/15) = 4 decades
:從3.2 GHz到4.7 MHz有多少decade?
::\log_{10} (4.7\times10^6 / 3.2\times10^9 ) = -2.83 decades
:一個octave等於多少decade?
::octave等於二倍,因此\log_{10} (2) = 0.301 decades per octave

繪圖表示及分析
在表示電子電路的頻率響應(例如波德圖),常常會在橫軸以頻率的decade對數尺度來表示,不會用其他線性的單位,因為用線性方式無法表示很大的頻率。例如的頻段是在20 Hz到20 kHz,用頻率的decade可以完整表示整個頻段。一般這類的圖會從1 Hz(100)開始,最高頻率可能會到100 kHz(105),可以完整的放在標準的半對數。若是用線性尺度,一個大刻度表示10,只能表示0到50。

中有decade的概念,橫軸各一大格都是一個decade]]

電子設備的頻率響應常以per decade的方式表示。例如圖中的波德圖在停止帶的斜率是-20 dB/decade,表示頻率越增加10倍,其增益減少20 dB。

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參考資料

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