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  • 数字/模拟信号带宽的含义

    千次阅读 2020-09-01 22:13:55
    文章目录数字信号模拟信号 带宽咋子数字信号中应用得更加广泛 数字信号 数字信号系统中,带宽表示通讯线路传送数据能力 即在单位时间内通过网络中某一点最高数据率,常用单位为bps(又称为比特率—bit per ...


    带宽咋子数字信号中应用得更加广泛

    数字信号

    • 数字信号系统中,带宽表示通讯线路传送数据的能力
    • 即在单位时间内通过网络中某一点的最高数据率,常用的单位为bps(又称为比特率—bit per second)
    • 在生活中常把bps省略掉,例如:带宽为4M,完整的称谓应为4Mbps。
    • 一般带宽以 bit(比特)表示,而电信,联通,移动等运营商在推广的时候往往忽略了这个单位??
      • 一般的换算是这样的:1Mbit=128KB
      • 若从你的运营商开通的带宽是10M(bit),若要换算成上面的M(bps),则有:{1Mbps=1024KB101281024=1.25Mbps\begin{cases}1Mbps=1024KB\\\frac{10*128}{1024}=1.25Mbps\end{cases}10M带宽得到1.25M速度

    模拟信号

    • 在模拟信号系统中,带宽表示传输信号所占有的频率宽度
      • 这个宽度由传输信号的最高、最低频率决定,两者之差就是带宽值
      • 因此带宽又被称为信号带宽或者载频带宽,单位为Hz。
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  • 了解采集模拟信号的基础知识,包含带宽、幅值误差、上升时间、采样率、奈奎斯特定理、混叠与分辨率等。 本教程是仪器基础教程系列的一部分。
  • 了解采集模拟信号的基础知识,包含带宽、幅值误差、上升时间、采样率、奈奎斯特定理、混叠与分辨率等。 本教程是仪器基础教程系列的一部分。 1. 什么是数字化仪?  科学家和工程师常用数字化仪采集真实世界中的...

    了解采集模拟信号的基础知识,包含带宽、幅值误差、上升时间、采样率、奈奎斯特定理、混叠与分辨率等。 本教程是仪器基础教程系列的一部分。

    1. 什么是数字化仪? 
    科学家和工程师常用数字化仪采集真实世界中的模拟数据,并将其转换为数字信号用于分析。 数字化仪是指任何用于将模拟信号转换为数字信号的设备。 手机是最常见的一种数字化仪,可将声音(模拟信号)转换为数字信号并将其发送至另一部手机。 但在测试测量应用中,数字化仪通常指示波器或数字万用表(DMM)。 本文主要介绍示波器,但大部分内容也适用于其他数字化仪。

    无论哪种类型,数字化仪对于系统精确地重构波形都至关重要。 要确保为应用选择正确的示波器,需考虑示波器带宽、采样率以及分辨率。

    2. 带宽
    示波器前端包含两个部分:模拟输入路径和模数转换器(ADC)。 模拟输入路径衰减、放大、过滤和/或耦合信号对其进行优化,为ADC数字化做准备。 ADC对调理的信号进行采样,并将模拟输入信号转换为表示模拟输入波形的数字值。 输入路径的频率响应会引起幅值和相位信息的固有损耗。

    图1. 带宽描述的是输入信号可经过示波器前端的频率范围,示波器前端由两部分构成:模拟输入路径和ADC。

     

    图1. 带宽描述的是输入信号可经过示波器前端的频率范围,示波器前端由两部分构成:模拟输入路径和ADC。

    带宽描述的是模拟前端获取外部世界信号到ADC并最小化振幅衰减的能力-从探针的针尖或测试夹具到ADC的输入端。 换句话说,带宽描述的是示波器可精确测量的频率范围。

    带宽定义为正弦波输入信号的振幅衰减至原振幅的70.7%时的频率,也称为-3 dB点。 图2和3显示了100 MHz示波器的常规输入响应。

    图2. 带宽是输入信号的振幅衰减至原振幅的70.7%时的频率。

     

    图2. 带宽是输入信号的振幅衰减至原振幅的70.7%时的频率。

     

    图3. 该图表示100 MHz时输入信号达到-3dB点。

     

    图3. 该图表示100 MHz时输入信号达到-3dB点。

    带宽等于信号幅值下降到低于通带频率-3 dB时的上下限频率差。 听起来十分复杂,拆分开来之后实际上相对简单。

    首先计算-3 dB的值。

    公式1. 计算-3 dB点

     

    公式1. 计算-3 dB点

    Vin,pp表示输入信号的峰峰电压, Vout,pp表示输出信号的峰峰电压。 例如,如输入1 V正弦波,则输出电压的计算方式为:

     

    由于输入信号为正弦波,因此输出信号达到该电压值有两个频率;这些频率被称为转折频率 f1 和f2。 这两个频率有多种名称,如转折频率、截止频率、交越频率、半功率点频率、3 dB频率以及折点频率等。 实际上,所有这些术语指的都是同一个值。 信号的中心频率f0是f1 和f2的几何平均数。

    公式2. 计算中心频率

     

    公式2. 计算中心频率

    带宽(BW)可通过两个转折频率相减进行计算。

    公式3. 计算带宽

     

    公式3. 计算带宽

     

    图4. 带宽、转折频率、中心频率和3 dB点的相互关系。

     

    图4. 带宽、转折频率、中心频率和3 dB点的相互关系。

    计算幅值误差
    另一个有用的公式是计算幅值误差。

    公式4. 计算幅值误差

     

    公式4. 计算幅值误差

    幅值误差通过百分比表示,R表示示波器带宽和输入信号频率(fin)的比率。

    以上述公式为例,100 MHz示波器1 V时的正弦波输入信号为100 MHs,BW = 100 MHz且fin = 100 MHz。 那么R = 1。则公式计算结果如下所示:

     

    幅值误差为29.3%。 1 V信号的输出电压为:

     

    建议示波器的带宽为被测信号感兴趣最高频率分量的3~5倍,这样就可以在振幅误差最小的情况下捕获信号。 例如,对于100 MHz的1 V正弦波,应该使用300 MHz~500 MHz带宽的示波器。 这些带宽上100 MHz信号的振幅误差为:

     

    计算上升时间
    示波器必须有合适的带宽才能精确地测量信号,同时也要有足够的上升时间才能精确捕捉快速转换的细节。 这主要适用于测量如脉冲和步进等数字信号。 输入信号的上升时间是指信号从最大信号振幅的10%上升至90%所需的时间。 有些示波器可能是20%上升至80%,请务必查看用户手册获取具体信息。

    图5. 输入信号的上升时间是指信号从最大信号振幅的10%上升至90%所需的时间。

     

    图5. 输入信号的上升时间是指信号从最大信号振幅的10%上升至90%所需的时间。

    上升时间(Tr)可通过下列公式计算:

    公式5. 计算上升时间

     

    5. 计算上升时间

    常量k取决于示波器。 大部分带宽不到1 GHz的示波器k值为0.35,而带宽大于1 GHz的示波器k值一般在0.4~0.45之间。

    测量的理论上升时间Trm可以通过示波器的上升时间Tro和输入信号的实际上升时间Trs来计算得到。

    公式6. 计算测量的理论上升时间

     

    公式6. 计算测量的理论上升时间

    建议示波器的上升时间为所测信号上升时间的1/3至1/5,从而以最小上升时间误差捕捉信号。

    3. 采样率
    采样率与带宽没有直接联系。 采样率是指ADC将模拟输入波形转换为数字数据的频率。 示波器是在经过模拟输入路径的衰减、增益和/或滤波后对信号进行采样的,并将所得到的波形转换为数字形式。 通过快照的方式进行,类似于影片的帧。 示波器采样速度越快,波形的分辨率和细节就越清晰。

    奈奎斯特采样定理
    奈奎斯特采样定理解释了采样率和所测信号频率之间的关系。 阐述了采样率fs必须大于被测信号感兴趣最高频率分量的两倍。 该频率通常被称为奈奎斯特频率fN。

    公式7. 采样率应大于奈奎斯特频率的两倍。

     

    公式7. 采样率应大于奈奎斯特频率的两倍。

    为更好理解其原因,让我们来看看不同速率测量的正弦波。 情况A,频率f的正弦波以同一频率采样。 这些采样标记在原始信号的左侧,在右侧构建时,信号错误地显示为恒定直流电压。 情况B,采样率是信号频率的两倍。 现在信号显示为三角波。 这种情况下,f等于奈奎斯特频率,这也是特定采样频率下为了避免混叠而允许的最高频率分量。 情况C,采样率是4f/3。此时奈奎斯特频率为:

     

    由于f大于奈奎斯特频率 ),该采样率再现错误频率和形状的混叠波形。

    图6. 采样率过低会造成波形重构不准确。

     

    图6. 采样率过低会造成波形重构不准确。

    因此,为了无失真地恢复原波形信号,采样率fs必须大于被测信号感兴趣最高频率分量的两倍。 通常希望采样率大于信号频率约五倍。

    混叠
    如需按一定速率采样以避免混叠,那么混叠到底是什么? 如果信号的采样率低于两倍奈奎斯特频率,采样数据中就会出现虚假的低频成分。 这种现象便称为混叠。 下图显示了800 kHz正弦波1 MS/s时的采样。虚线表示该采样率时记录的混叠信号。 800 kHz频率与通带混叠,错误地显示为200 kHz正弦波。

    图7. 混叠发生在采样率过低的时候,产生不精确的波形显示。

     

    图7. 混叠发生在采样率过低的时候,产生不精确的波形显示。

    通过计算混叠频率fa可确定输入信号超过奈奎斯特频率时的显示图。 混叠频率是指最接近采样率整数倍的频率和输入信号的频率之间的差的绝对值。

    公式8. 计算混叠频率

     

    公式8. 计算混叠频率

    例如,假设信号采样率为100 Hz,输入信号包含下列频率:25 Hz、70 Hz、160 Hz和510 Hz。 低于50 Hz奈奎斯特频率可正确采样;超过50 Hz的频率显示为混叠。

    图8. 测量不同频率值,有些为混叠频率,有些为波形的实际频率。

     

    图8. 测量不同频率值,有些为混叠频率,有些为波形的实际频率。

    混叠频率计算如下:

     

    除增加采样率之外,使用抗混叠滤波器也可阻止发生混叠。 抗混叠滤波器为低通滤波器,可使输入信号中任何大于奈奎斯特频率的频率分量衰减,同时必须在ADC前使用以限制输入信号的带宽来满足采样标准。 模拟输入通道的硬件可包含同时采用模拟和数字滤波器来防止混叠。

    4. 分辨率
    选择应用的示波器时需考虑的另一个因素是分辨率。 分辨率的位是指示波器可用来表示信号的幅值单元的数量。 理解分辨率概念的一种方式就是与码尺相比较。 将一个米尺分成毫米,分辨率是多少? 码尺上的最小计数单元就是分辨率:1/1,000。

    ADC分辨率与最大信号可被分成的单元数量相关。 幅值分辨率由ADC具有的离散输出电平数量决定。 二进制码表示每个区间;这样,电平数计算如下:

    公式9. 计算ADC的离散输出电平

     

    公式9. 计算ADC的离散输出电平

    例如,一个3位示波器有23或8个电平。 而一个16位示波器就有216或65,536个电平。 最小可检测的电压变化或码宽可计算如下:

    公式10. 计算码宽

     

    公式10. 计算码宽

    码宽也称最低有效位(LSB)。 如设备输入范围是0~10 V,那么3位示波器的码宽为10/8 = 1.25 V,而16位示波器的码宽为10/65,536 = 305 μV。 由此可见显示的信号差别会非常大。

    图9. 16位和3位分辨率的波形区别

     

    图9. 16位和3位分辨率的波形区别

    所需的分辨率高低取决于应用;分辨率越高,示波器的成本也越高。 需要记住的是,高分辨率的示波器并不一定表示精度高, 但仪器可达到的精度会受到分辨率的限制。 分辨率会限制测量的精度;分辨率(位数数量)越高,测量就越精确。

    有些示波器使用一种称为抖动的方法帮助平滑信号,从而得到高分辨率的效果。 抖动涉及故意在输入信号中加入噪声。 它有助于抵消幅值分辨率中的细微差异。 关键是要添加随机噪声的方式,使信号在连续电平之间来回反弹。 当然,这个过程也增加了信号的噪声。 但是,一旦采集信号后,信号可以通过对该噪声进行数字平均来变平滑。

    图10. 抖动有助于平滑信号。

     

    图10. 抖动有助于平滑信号。

    5. 总结

    • 带宽描述了示波器可精确测量的频率范围。 带宽定义为正弦波输入信号的振幅衰减至原振幅的70.7%时的频率,也称为-3 dB点。
    • 带宽是指两个转折频率之差。
    • 幅值误差是带宽和输入信号频率比率的百分比,用于确定系统中的噪声。
    • 建议示波器的带宽为被测信号感兴趣最高频率分量的3~5倍,这样就可以在振幅误差最小的情况下捕获信号。
    • 输入信号的上升时间是指信号从最大信号振幅的10%上升至90%所需的时间。
    • 建议示波器的上升时间为所测信号上升时间的1/3至1/5,从而以最小上升时间误差捕捉信号。
    • 采样率是指ADC将模拟输入波形转换为数字数据的频率。
    • 采样率应该比信号感兴趣最高频率至少大两倍,但大多数情况下应该约大五倍。
    • 混叠是指采样数据中出现错误频率分量。
    • 分辨率的位是指示波器可用来表示信号的幅值单元的数量。
    • 仪器的分辨率与精度成正比。
    展开全文
  • 关键词:频率响应 高频响 低频响 带宽 模拟信号 模拟量 隔离放大器 隔离变送器 干扰拟制  概述:工业现场传感器与PLC/FCS/DCS、仪器仪表之间输入输出的模拟信号隔离放大器(亦称模拟量隔离变送器)属于...
  • 了解采集模拟信号的基础知识,包含带宽、幅值误差、上升时间、采样率、奈奎斯特定理、混叠与分辨率等。 本教程是仪器基础教程系列的一部分。 1. 什么是数字化仪? 科学家和工程师常用数字化仪采集真实世界中的模拟...

    了解采集模拟信号的基础知识,包含带宽、幅值误差、上升时间、采样率、奈奎斯特定理、混叠与分辨率等。 本教程是仪器基础教程系列的一部分。

    1. 什么是数字化仪?
    科学家和工程师常用数字化仪采集真实世界中的模拟数据,并将其转换为数字信号用于分析。 数字化仪是指任何用于将模拟信号转换为数字信号的设备。 手机是最常见的一种数字化仪,可将声音(模拟信号)转换为数字信号并将其发送至另一部手机。 但在测试测量应用中,数字化仪通常指示波器或数字万用表(DMM)。 本文主要介绍示波器,但大部分内容也适用于其他数字化仪。

    无论哪种类型,数字化仪对于系统精确地重构波形都至关重要。 要确保为应用选择正确的示波器,需考虑示波器带宽、采样率以及分辨率。

    采集模拟信号:带宽、奈奎斯特定理和混叠

    2. 带宽
    示波器前端包含两个部分:模拟输入路径和模数转换器(ADC)。 模拟输入路径衰减、放大、过滤和/或耦合信号对其进行优化,为ADC数字化做准备。 ADC对调理的信号进行采样,并将模拟输入信号转换为表示模拟输入波形的数字值。 输入路径的频率响应会引起幅值和相位信息的固有损耗。

    图1. 带宽描述的是输入信号可经过示波器前端的频率范围,示波器前端由两部分构成:模拟输入路径和ADC。

     

    图1. 带宽描述的是输入信号可经过示波器前端的频率范围,示波器前端由两部分构成:模拟输入路径和ADC。

    带宽描述的是模拟前端获取外部世界信号到ADC并最小化振幅衰减的能力-从探针的针尖或测试夹具到ADC的输入端。 换句话说,带宽描述的是示波器可精确测量的频率范围。

    带宽定义为正弦波输入信号的振幅衰减至原振幅的70.7%时的频率,也称为-3 dB点。 图2和3显示了100 MHz示波器的常规输入响应。

    图2. 带宽是输入信号的振幅衰减至原振幅的70.7%时的频率。

     

    图2. 带宽是输入信号的振幅衰减至原振幅的70.7%时的频率。

     

    图3. 该图表示100 MHz时输入信号达到-3dB点。

     

    图3. 该图表示100 MHz时输入信号达到-3dB点。

    带宽等于信号幅值下降到低于通带频率-3 dB时的上下限频率差。 听起来十分复杂,拆分开来之后实际上相对简单。

    首先计算-3 dB的值。

    公式1. 计算-3 dB点

    公式1. 计算-3 dB点

    Vin,pp表示输入信号的峰峰电压, Vout,pp表示输出信号的峰峰电压。 例如,如输入1 V正弦波,则输出电压的计算方式为:

    采集模拟信号:带宽、奈奎斯特定理和混叠

    由于输入信号为正弦波,因此输出信号达到该电压值有两个频率;这些频率被称为转折频率 f1 和f2。 这两个频率有多种名称,如转折频率、截止频率、交越频率、半功率点频率、3 dB频率以及折点频率等。 实际上,所有这些术语指的都是同一个值。 信号的中心频率f0是f1 和f2的几何平均数。

    公式2. 计算中心频率

    公式2. 计算中心频率

    带宽(BW)可通过两个转折频率相减进行计算。

    公式3. 计算带宽

    公式3. 计算带宽

     

    图4. 带宽、转折频率、中心频率和3 dB点的相互关系。

     

    图4. 带宽、转折频率、中心频率和3 dB点的相互关系。

    计算幅值误差
    另一个有用的公式是计算幅值误差。

    公式4. 计算幅值误差

    公式4. 计算幅值误差

    幅值误差通过百分比表示,R表示示波器带宽和输入信号频率(fin)的比率。

    以上述公式为例,100 MHz示波器1 V时的正弦波输入信号为100 MHs,BW = 100 MHz且fin = 100 MHz。 那么R = 1。则公式计算结果如下所示:

    采集模拟信号:带宽、奈奎斯特定理和混叠

    幅值误差为29.3%。 1 V信号的输出电压为:

    采集模拟信号:带宽、奈奎斯特定理和混叠

    建议示波器的带宽为被测信号感兴趣最高频率分量的3~5倍,这样就可以在振幅误差最小的情况下捕获信号。 例如,对于100 MHz的1 V正弦波,应该使用300 MHz~500 MHz带宽的示波器。 这些带宽上100 MHz信号的振幅误差为:

    采集模拟信号:带宽、奈奎斯特定理和混叠

    计算上升时间
    示波器必须有合适的带宽才能精确地测量信号,同时也要有足够的上升时间才能精确捕捉快速转换的细节。 这主要适用于测量如脉冲和步进等数字信号。 输入信号的上升时间是指信号从最大信号振幅的10%上升至90%所需的时间。 有些示波器可能是20%上升至80%,请务必查看用户手册获取具体信息。

    图5. 输入信号的上升时间是指信号从最大信号振幅的10%上升至90%所需的时间。

     

    图5. 输入信号的上升时间是指信号从最大信号振幅的10%上升至90%所需的时间。

    上升时间(Tr)可通过下列公式计算:

    公式5. 计算上升时间

    5. 计算上升时间

    常量k取决于示波器。 大部分带宽不到1 GHz的示波器k值为0.35,而带宽大于1 GHz的示波器k值一般在0.4~0.45之间。

    测量的理论上升时间Trm可以通过示波器的上升时间Tro和输入信号的实际上升时间Trs来计算得到。

    公式6. 计算测量的理论上升时间

    建议示波器的上升时间为所测信号上升时间的1/3至1/5,从而以最小上升时间误差捕捉信号。

    3. 采样率
    采样率与带宽没有直接联系。 采样率是指ADC将模拟输入波形转换为数字数据的频率。 示波器是在经过模拟输入路径的衰减、增益和/或滤波后对信号进行采样的,并将所得到的波形转换为数字形式。 通过快照的方式进行,类似于影片的帧。 示波器采样速度越快,波形的分辨率和细节就越清晰。

    奈奎斯特采样定理
    奈奎斯特采样定理解释了采样率和所测信号频率之间的关系。 阐述了采样率fs必须大于被测信号感兴趣最高频率分量的两倍。 该频率通常被称为奈奎斯特频率fN。

    公式7. 采样率应大于奈奎斯特频率的两倍。

    为更好理解其原因,让我们来看看不同速率测量的正弦波。 情况A,频率f的正弦波以同一频率采样。 这些采样标记在原始信号的左侧,在右侧构建时,信号错误地显示为恒定直流电压。 情况B,采样率是信号频率的两倍。 现在信号显示为三角波。 这种情况下,f等于奈奎斯特频率,这也是特定采样频率下为了避免混叠而允许的最高频率分量。 情况C,采样率是4f/3。此时奈奎斯特频率为:

    由于f大于奈奎斯特频率

    采集模拟信号:带宽、奈奎斯特定理和混叠

    该采样率再现错误频率和形状的混叠波形。

    图6. 采样率过低会造成波形重构不准确。

     

    图6. 采样率过低会造成波形重构不准确。

    因此,为了无失真地恢复原波形信号,采样率fs必须大于被测信号感兴趣最高频率分量的两倍。 通常希望采样率大于信号频率约五倍。

     

     

    混叠
    如需按一定速率采样以避免混叠,那么混叠到底是什么? 如果信号的采样率低于两倍奈奎斯特频率,采样数据中就会出现虚假的低频成分。 这种现象便称为混叠。 下图显示了800 kHz正弦波1 MS/s时的采样。虚线表示该采样率时记录的混叠信号。 800 kHz频率与通带混叠,错误地显示为200 kHz正弦波。

    图7. 混叠发生在采样率过低的时候,产生不精确的波形显示。

     

    图7. 混叠发生在采样率过低的时候,产生不精确的波形显示。

    通过计算混叠频率fa可确定输入信号超过奈奎斯特频率时的显示图。 混叠频率是指最接近采样率整数倍的频率和输入信号的频率之间的差的绝对值。

    公式8. 计算混叠频率

    例如,假设信号采样率为100 Hz,输入信号包含下列频率:25 Hz、70 Hz、160 Hz和510 Hz。 低于50 Hz奈奎斯特频率可正确采样;超过50 Hz的频率显示为混叠。

    图8. 测量不同频率值,有些为混叠频率,有些为波形的实际频率。

     

    图8. 测量不同频率值,有些为混叠频率,有些为波形的实际频率。

    混叠频率计算如下:

    除增加采样率之外,使用抗混叠滤波器也可阻止发生混叠。 抗混叠滤波器为低通滤波器,可使输入信号中任何大于奈奎斯特频率的频率分量衰减,同时必须在ADC前使用以限制输入信号的带宽来满足采样标准。 模拟输入通道的硬件可包含同时采用模拟和数字滤波器来防止混叠。

    4. 分辨率
    选择应用的示波器时需考虑的另一个因素是分辨率。 分辨率的位是指示波器可用来表示信号的幅值单元的数量。 理解分辨率概念的一种方式就是与码尺相比较。 将一个米尺分成毫米,分辨率是多少? 码尺上的最小计数单元就是分辨率:1/1,000。

    ADC分辨率与最大信号可被分成的单元数量相关。 幅值分辨率由ADC具有的离散输出电平数量决定。 二进制码表示每个区间;这样,电平数计算如下:

    公式9. 计算ADC的离散输出电平

    例如,一个3位示波器有23或8个电平。 而一个16位示波器就有216或65,536个电平。 最小可检测的电压变化或码宽可计算如下:

    公式10. 计算码宽

    码宽也称最低有效位(LSB)。 如设备输入范围是0~10 V,那么3位示波器的码宽为10/8 = 1.25 V,而16位示波器的码宽为10/65,536 = 305 μV。 由此可见显示的信号差别会非常大。

    图9. 16位和3位分辨率的波形区别

     

    图9. 16位和3位分辨率的波形区别

    所需的分辨率高低取决于应用;分辨率越高,示波器的成本也越高。 需要记住的是,高分辨率的示波器并不一定表示精度高, 但仪器可达到的精度会受到分辨率的限制。 分辨率会限制测量的精度;分辨率(位数数量)越高,测量就越精确。

    有些示波器使用一种称为抖动的方法帮助平滑信号,从而得到高分辨率的效果。 抖动涉及故意在输入信号中加入噪声。 它有助于抵消幅值分辨率中的细微差异。 关键是要添加随机噪声的方式,使信号在连续电平之间来回反弹。 当然,这个过程也增加了信号的噪声。 但是,一旦采集信号后,信号可以通过对该噪声进行数字平均来变平滑。

    图10. 抖动有助于平滑信号。

     

    图10. 抖动有助于平滑信号。

    5. 总结

    带宽描述了示波器可精确测量的频率范围。 带宽定义为正弦波输入信号的振幅衰减至原振幅的70.7%时的频率,也称为-3 dB点。

    带宽是指两个转折频率之差。

    幅值误差是带宽和输入信号频率比率的百分比,用于确定系统中的噪声。

    建议示波器的带宽为被测信号感兴趣最高频率分量的3~5倍,这样就可以在振幅误差最小的情况下捕获信号。

    输入信号的上升时间是指信号从最大信号振幅的10%上升至90%所需的时间。

    建议示波器的上升时间为所测信号上升时间的1/3至1/5,从而以最小上升时间误差捕捉信号。

    采样率是指ADC将模拟输入波形转换为数字数据的频率。

    采样率应该比信号感兴趣最高频率至少大两倍,但大多数情况下应该约大五倍。

    混叠是指采样数据中出现错误频率分量。

    分辨率的位是指示波器可用来表示信号的幅值单元的数量。

    仪器的分辨率与精度成正比。

    6. 其他仪器相关资源

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  • 关键词:频率响应 高频响 低频响 带宽 模拟信号 模拟量 隔离放大器 隔离变送器 干扰拟制  概述:工业现场传感器与PLC/FCS/DCS、仪器仪表之间输入输出的模拟信号隔离放大器(亦称模拟量隔离变送器)属于...
  • 信号的带宽是指信号所占用的频率的宽度。 传输介质和通信的带宽,是指它“放行”不同频率信号的范围。它必须比要“放行”的信号的带宽更宽,信号才能顺利通过,否则就会产生失真。有些传输介质的带宽很宽,所以常常...

    模拟领域的带宽

    带宽(Band Widh)也称频宽,原本用于模拟信号通信领域,是指频率范围所占的宽度,或称频带宽度,单位为赫兹(HZ).。信号的带宽是指信号所占用的频率的宽度。 传输介质和通信的带宽,是指它“放行”不同频率信号的范围。它必须比要“放行”的信号的带宽更宽,信号才能顺利通过,否则就会产生失真。有些传输介质的带宽很宽,所以常常将它划分出几十个中心频率不同的频道(子频道),用来同时传送几十套节目。

    数字领域的带宽

    在数字通信领域,带宽同样是最重要的性能参数,它反映了通信速度的快慢或通信信道容量的大小。数字通信中的“带宽”是指数字信号的传输速率,即每秒传送的比特数,简称位率或比特率,其单位是b/s或bps.

    数据率和频率的关系

    数字通信领域的带宽(数据率)与模拟通信领域的带宽(频率宽度)是两个不同的概念,而且在数值上,它们也不相等,即传输系统的bps数并不一定在数值上与HZ数相等。我们把bps数与HZ数的比值,即每HZ的bps数称为谱频率。

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  • 模拟信号是传播能量一种形式,它指是在时间上连续(不间断),数值幅度大小也是连续不问断变化信号(传统音频信号、视频信号)。如声波使它经过媒体产生振动,可以以频率(以每秒周期数或赫兹(Hz)为单位)...
  • 在广泛的模拟信号处理应用中,如高速、多通道、多事物处理设备,新设计SHM-50提供高精度快速信号和脉冲取样保持。  据介绍,SHM-50小信号带宽为70MHz,提供过孔或表贴8引脚微型DIP封装。该产品是包含精确...
  • 模拟信号是传播能量一种形式,它指是在时间上连续(不间断),数值幅度大小也是连续不问断变化信号(传统音频信号、视频信号)。如声波使它经过媒体产生振动,可以以频率(以每秒周期数或赫兹(Hz)为...
  • 数字带宽模拟带宽的区别

    万次阅读 2017-09-22 17:18:19
    由于最近一直搞数字电路方面,所以一直把带宽... 2)信号的带宽是指信号所占用的频率的宽度。  3)传输介质和通信的带宽,是指它“放行”不同频率信号的范围。它必须比要“放行”的信号的带宽更宽,信号才能顺利通
  • 模拟信号的样本进行编码,并执行结果 pcm 信号的 NRZ 信令,该信号由理想滤波器和 RC 滤波器滤波。 我们试图证明传输这个结果 PCM 信号所需的带宽
  • 在这种情况下,α也就是这个基带信号的带宽。对g(t)的采样在数学上可以用以下方式表达:将g(t)乘以周期为T的冲激函数。g(t)在冲激点的信号值被采样,而其它点的值都为0。从模拟信号角度来看,就是按频率...
  • 50Ω 输入、模拟前端,具有 2GHz 输入信号带宽 使用此信号链实现 6 至 8 位系统 ENOB 支持 ±3V 最大输入信号,具有关于输入交流或直流耦合用户可选选项 在直流耦合输入模式中提供直流偏移纠正功能 前端 π ...
  • 模拟电视信号的数字化

    千次阅读 2017-03-12 21:44:53
    模拟信号的数字化过程包括3个步骤:取样、量化、编码。示意图如下: 1. 其中前置滤波器一般为低通滤波器,其作用是滤除掉信号中的高频成分,以便于后续的取样过程。 2. 原始的模拟信号在时间和幅度上都是连续的,...
  • 持数字存储示波表在野外和现场测试中应用广泛,示波表模拟信号调理单元关系到示波表带宽和垂直测量精度,是示波表关键电路单元。基于无源衰减网络、MAXIM公司MAX4534、MAX4518多路复用器以及EL5160、MAX4012低功耗...
  • 模拟带宽和数字带宽浅析

    千次阅读 2013-08-08 20:36:48
    随着电子和计算机技术的飞速发展,信号的传输也逐渐从模拟信号的传输过渡到了数字信号的传输时代。数字通信抗干扰能力强,无噪声积累;便于加密处理、存储、处理和交换;设备便于集成化、微型化等优点,数字通信正在...
  • 有限带宽信号采样和混叠的数学分析 本文针对如何不失真地采样和重建信号提供了一种理论分析方法,同时介绍了信号混叠...本文所探讨研究的主要问题是如何采样和重建模拟信号,同时又保持原始信号的全部信息。 有限带宽
  • 手持示波表前端模拟信号调理电路关系到示波表带宽和垂直测量精度,示波表关键电路单元,这里提出一种手持示波表前端模拟信号调理电路设计方案。  1 系统硬件总体结构  手持数字示波表总体硬件结构如图l所示...
  • 所需信号带宽为 B 带通抽取图,其中 Fi_B 为 B 对应的模拟频率点,Fs_B 为 B 对应采样率。 颜色部分为禁区。
  • 本电路是一种适用于放大高速脉冲信号的超宽带放大器。  CLC221A芯片性能良好,转换速度为6500V/US、TR=TF=2.1NS,-3DB带宽为170MHZ,失调电压0.5MV,偏压漂移5UV,因此,无需使用复合式放大器即可组成宽带放大...
  • 摘要: 设计了一种由前置放大电路、可预置增益放大电路、低通滤波电路、后级放大电路、直流稳压电路及单片机控制电路组成的带宽直流放大器。其中增益放大电路由两级可变增益宽带放大器AD603 组成,增益的预置由...
  • 模拟采集信号链教程

    2018-12-05 18:12:43
    详细描述了模拟信号采集链的带宽分析、偏执电压、偏置电流、稳定性、压摆率、噪声的原理的设计方法
  • 使电路的带宽尽可能窄,只让有用的输入信号频谱通过,这也是低噪声模拟信号处理中的标准做法。放大器的增益和带宽的最优组合是低噪声设计的目标。在数据采集系统中,增益和带宽的数字控制具有动态调节功能,以适应...
  • 有限带宽信号的采样和混叠分析

    千次阅读 2010-03-14 12:02:00
    本文讨论了如何采样模拟信号并对其整形以保持原始信号的方法。2 基带信号的采样和混叠分析先从有限带宽信号着手讨论,有限带宽信号是指某个频率点(截止频点)之外的所有频率的频谱成分的幅度都为0的信号。如图1...
  • 为了适应不断提高高速、宽频信号采集或放大处理需求,尽一切努力提高运算放大器速度和带宽性能,一直是模拟IC开发厂商孜孜不倦追求目标或理想。  随着集成电路设计和工艺水平不断发展,高速/宽带运算放大器,...

空空如也

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模拟信号的带宽