我想知道如何计算以下带宽:


恒定的(真实)正弦波
(真实的)正弦波。

问题就这么简单,但是我很难确定恒定音调的带宽应该从什么开始,从那里开始脉冲的带宽应该是多少。


在频域中,频率$ f $的恒定实音作为两个增量函数存在,分别位于$ f $和$ -f $,但是如何计算?它的带宽?
此外,关于脉冲,这是时间上的矩形函数,因此在频域中是正弦,因此其带宽不会仅仅是$ \ frac {1} {T} $,其中$ T $是脉冲的持续时间?


评论

术语“带宽”本身是模棱两可的。不幸的是,但是当您看到使用的术语时,通常不会对其进行更具体的描述。通常会假定通常有特定于应用程序的定义。但是,在这样的问题上,您需要选择一个定义:3 dB带宽? 6分贝? 99%的带宽?绝对占用带宽(仅对于无限长信号是有限的)? Gabor带宽?有很多选择。

@JasonR谢谢,是的,这很有意义。这个问题是如何计算信号的SNR的一部分,该信号具有一定的带宽,而噪声具有其他的带宽。在这方面,自然地,音调的0带宽自然使我失望。有鉴于此,我认为我将不得不提出一个新问题。

#1 楼

正如您所说,连续音调的频谱形式为$ \ delta(f-f_0)+ \ delta(f + f_0)$:在频率$ f_0 $和$ -f_0 $处有2个脉冲。

作为低通信号,据说具有$ f_0 $的带宽(一侧频谱的分量高达$ f_0 $)。

作为带通信号,其带宽为零(在载波频率$ f_0 $附近没有任何东西。)如果将正弦波乘以脉冲,将使其受时间限制,因此不受频率限制。理论上是无限带宽。

在实践中,您必须定义一些评估带宽的标准。例如:


3 dB下降(在$ f_0 $附近的sinc函数)
10 dB下降
下降到噪声水平以下


#2 楼

完全恒定频率的理论无限长正弦波的带宽为零。

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会在距主瓣一定宽度的位置下降到一些本底噪声以下。选择您的本底噪声。

对于CW调制,通常可以使脉冲窗口的形状不那么尖锐(减少咔嗒声),从而使较少的能量在频域中分散到远离主瓣的位置。 />

#3 楼

根据定义,频谱图中的带宽是描述信号所需多少分量的度量。让我们看一下频率范围的正向:您使用的是真实信号,另一半只是您在正向频率范围内看到的反射(当然更直观)。

在离散设置(在计算机上通常如此),一个组件描述了一个无限正弦曲线,奈奎斯特频率上的所有其他组件均为零。正如您提到的那样,当您使用连续公式时,频谱图是一个脉冲,带宽变为零。

有趣的是,如果您的正弦波包含在脉冲中(经过调制) (例如高斯颠簸),则带宽变得更宽,与时间颠簸长度的倒数成比例。请注意,极端情况下,非常窄的脉冲(单击)将覆盖整个频谱。