(真实)正弦音和脉冲的带宽是多少?

信息处理 频谱 频率 带宽
2021-12-28 06:21:19

我想知道如何计算以下带宽:

  1. 恒定(真实)正弦音调

  2. 一个(真实的)正弦脉冲。

问题就这么简单,但我很难理解恒定音调的带宽应该从什么开始,以及从那里开始,脉冲的带宽应该是多少。

  • 在频域中,频率的恒定实音f作为两个增量函数存在,位于ff,但是如何计算它的带宽呢?
  • 此外,关于脉冲,这是时间上的矩形函数,因此是频域中的 sinc,所以它的带宽不是简单的1T, 在哪里T是脉冲的持续时间?
3个回答

正如你所说,连续音的频谱是形式δ(ff0)+δ(f+f0): 2 个频率脉冲f0f0.

作为低通信号,据说它具有带宽f0(单边谱的分量高达f0)。

作为带通信号,它的带宽为零(载波频率周围没有f0)。

如果你将正弦波乘以一个脉冲,这将使它有时间限制,因此频率不受限制。理论上无限带宽。

在实践中,您必须定义一些标准来估计您的带宽。例子是:

  • 3 dB 下降(sinc 函数的f0)
  • 10 分贝下降
  • 低于噪音水平

具有完全恒定频率的理论无限长正弦曲线的带宽为零。

限时正弦脉冲的带宽是脉冲包络的变换。对于矩形时间窗口,该变换是一个 Sinc 函数。该 Sinc 的主瓣带宽约为 2/t,但仅包含该 Sinc 总能量的一部分。由于 Sinc 具有无限范围,因此总带宽也是如此。在更现实的情况下,Sinc 将在距主瓣一定宽度处低于某个本底噪声。选择你的本底噪声。

对于 CW 调制,通常对脉冲窗口的整形不那么尖锐(咔哒声较小),以便在频域中远离主瓣的地方传播较少的能量。

根据定义,频谱图中的带宽是衡量您需要多少分量来描述信号的量度。让我们看一下频率范围的正面:您使用的是真实信号,而另一半只是您在正频率范围内看到的内容的反映(当然更直观)。

在离散设置中(如通常在计算机上),无限正弦曲线由一个分量描述,奈奎斯特频率以上的所有其他分量均为零。当您转向连续公式时 - 正如您所提到的 - 频谱图是一个脉冲并且带宽变为零。

有趣的是,如果您的正弦曲线包含在脉冲中(例如由高斯波峰调制),那么带宽会变得更宽,与时间波波长度的倒数成正比。请注意,在极端情况下,一个非常窄的脉冲(咔嗒声)将覆盖整个频谱。