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  • 1.采样率的一半近似型号的带宽 2.频谱图的横坐标计算式: xVec[i] = (i*(double)m_dbSampleBandWidth*2/FFTLEN + (m_nCenterFreq-m_dbSampleBandWidth/2))*1e6;...m_nCenterFreq表示中心频率,所以上

    1.采样率的一半近似型号的带宽

    2.频谱图的横坐标计算式:

    xVec[i] = (i*(double)m_dbSampleBandWidth*2/FFTLEN + (m_nCenterFreq-m_dbSampleBandWidth/2))*1e6;

    其中m_dbSampleBandWidth*2/FFTLEN表示频率分辨率,即步进,FFTLEN点数;

    m_dbSampleBandWidth = Samplate / 2;

    采样率的一半表示带宽。

    m_nCenterFreq表示中心频率,所以上述公式就是以中心频率为中心,减去一半带宽为起点,画出的频谱图。

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  • 带宽与频率关系

    千次阅读 2020-04-26 15:23:41
    信号带宽:信号频谱的宽度,也就是信号的最高频率分量最低频率分量之差。 一个由数个正弦波叠加成的方波信号,其最低频率分量是其基频,假定为f=2kHz,其最高频率分量是其7次谐波频率,即7f =7×2=14kHz,因此该...

    信号带宽:信号频谱的宽度,也就是信号的最高频率分量与最低频率分量之差。
    一个由数个正弦波叠加成的方波信号,其最低频率分量是其基频,假定为f=2kHz,其最高频率分量是其7次谐波频率,即7f =7×2=14kHz,因此该信号带宽为7f - f =14-2=12kHz。
    比如一个信道允许的通带为1.5kHz至15kHz,其带宽为13.5kHz,上面这个方波信号的所有频率成分当然能从该信道通过,如果不考虑衰减、时延以及噪声等因素,通过此信道的该信号会毫不失真。
    然而,如果一个基频为1kHz的方波,通过该信道肯定失真会很严重;
    方波信号若基频为2kHz,但最高谐波频率为18kHz,带宽超出了信道带宽,其高次谐波会被信道滤除,通过该信道接收到的方波没有发送的质量好;那么,如果方波信号基频为500Hz,最高频率分量是11次谐波的频率为5.5kHz,其带宽只需要5kHz,远小于信道带宽,是否就能很好地通过该信道呢?其实,该信号在信道上传输时,基频被滤掉了,仅各次谐波能够通过,信号波形一定是不堪入目的。
    因此通信信道最大传输速率与信道带宽之间存在着明确的关系,所以人们可以用“带宽”去取代“速率”。例如,人们常把网络的“高数据传输速率”用网络的“高带宽”去表述。因此“带宽”与“速率”在网络技术的讨论中几乎成了同义词。
    信号频率也叫频率信号。通常是由于信号的带宽而起的作用。
    由信号频谱图可以观察到一个信号所包含的频率成分。把一个信号所包含谐波的最高频率与最低频率之差,即该信号所拥有的频率范围,定义为该信号的带宽。
    因此可以说,信号的频率变化范围越大,信号的带宽就越宽。

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  • 纹波(ripple)的定义是指在直流电压或电流中,叠加在直流稳定量上的交流分量。它主要有以下害处:1.1....1.4.会干扰数字电路的逻辑关系,影响其正常工作;1.5.会带来噪音干扰,使图像设备、音响设备不能...

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    一、什么叫纹波? 


    纹波(ripple)的定义是指在直流电压或电流中,叠加在直流稳定量上的交流分量。


    它主要有以下害处:1.1.容易在用电器上产生谐波,而谐波会产生更多的危害;1.2.降低了电源的效率;1.3.较强的纹波会造成浪涌电压或电流的产生,导致烧毁用电器;1.4.会干扰数字电路的逻辑关系,影响其正常工作;1.5.会带来噪音干扰,使图像设备、音响设备不能正常工作二、纹波、纹波系数的表示方法


    可以用有效值或峰值来表示,或者用绝对量、相对量来表示;单位通常为:mV例如:一个电源工作在稳压状态,其输出为12V5A,测得纹波的有效值为10mV, 这10mV就是纹波的绝对量,而相对量,即纹波系数=纹波电压/输出电压=10mv/12V=0.12%。三、纹波的测试方法


    3.1.以20M示波器带宽为限制标准,电压设为PK-PK(也有测有效值的),去除示波器控头上的夹子与地线(因为这个本身的夹子与地线会形成环路,像一个天线接收杂讯,引入一些不必要的杂讯),使用接地环(不使用接地环也可以,不过要考虑其产生的误差),在探头上并联一个10UF电解电容与一个0.1UF瓷片电容,用示波器的探针直接进行测试;如果示波器探头不是直接接触输出点,应该用双绞线,或者50Ω同轴电缆方式测量。四、开关电源纹波的主要分类


    开关电源输出纹波主要来源于五个方面:4.1.输入低频纹波;4.2.高频纹波;4.3.寄生参数引起的共模纹波噪声;4.4.功率器件开关过程中产生的超高频谐振噪声;4.5.闭环调节控制引起的纹波噪声。五、电源纹波测试


    纹波是叠加在直流信号上的交流干扰信号,是电源测试中的一个很重要的标准。尤其是作特殊用途的电源,如激光器电源,纹波则是其致命要害之一。所以,电源纹波的测试就显得极为重要。


    电源纹波的测量方法大致分为两种:一种是电压信号测量法;另一钟是电流信号测量法。一般对于恒压源或纹波性能要求不大的恒流源,都可以用电压信号测量法。而对于纹波性能要求高的恒流源则最好用电流信号测量法。


    电压信号测量纹波是指,用示波器测量叠加在直流电压信号上的交流纹波电压信号。对于恒压源,测试可以直接用电压探头测量输出到负载上的电压信号。对于恒流源的测试,则一般是通过使用电压探头,测量采样电阻两端的电压波形。整个测试过程中,示波器的设置是能否采样到真实信号的关键。

    所用的仪器是:配有电压测量探头的TDS1012B示波器。测量之前需要进行如下设置。1.通道设置:耦合:即通道耦合方式的选择。纹波是叠加在直流信号上的交流信号,所以,我们要测试纹波信号就可以去掉直流信号,直接测量所叠加的交流信号就好。

    宽带限制:关


    探头:首先选用电压探头的方式。然后选择探头的衰减比例。必须与实际所用探头的衰减比例保持一致,这样从示波器所读取数才是真实的数据。比如,所用电压探头放在×10档,则此时,这里的探头的选项也必须设置为×10档。2.触发设置:类型:边沿信源:实际所选择的通道,如,准备用CH1通道进行测试,则此处就应该选择为CH1。

    斜率:上升。


    触发方式:如果是在实时地观察纹波信号,则选择‘自动’触发。示波器会自动跟随实际所测信号的变化,并显示。这个时候,你也可通过设置测量按钮,实时地显示你所需要的测量的数值。但是,如果你想要捕捉某次测量时的信号波形,则需要将触发方式设置为‘正常’触发。此时,还需要设置触发电平的大小。一般当你知道你所测量的信号峰值时,将触发电平设置为所测信号峰值的1/3处。如果不知道,则触发电平可以设置的稍微小一些。


    耦合:直流或交流…,一般用交流耦合。3.采样长度(秒/格):采样长度的设置决定能否采样到所需要的数据。当所设置的采样长度过大时,就会漏掉实际信号中的高频成分;当所设置的采样长度过小时,就只能看到所测实际信号的局部,同样无法得到真实的实际信号。所以,在实际测量时,需来回旋转按钮,仔细观察,直到所显示波形是真实的完整的波形。4.采样方式:可根据实际需要设定。如,要求测量纹波的P-P值,则最好选择峰值测量法。采样次数也可根据实际需要设定,这与采样频率及采样长度有关。5.测量: 通过选择对应通道的峰值测量,示波器就可以帮你把所需要的数据及时显示出来。同时也可以选择对应通道的频率、最大值、均方根值等。通过对示波器进行合理设置和规范的操作,一定可以得到所需的纹波信号。但是,在测量过程中一定要注意防止其它信号对于示波器探头自身的干扰,以免所测量的信号不够真实。通过电流信号测量法测量纹波值是指,测量叠加在直流电流信号上的交流纹波电流信号。对于纹波指标要求比较高的恒流源,即要求纹波比较小的恒流源,采用电流信号直接测量法可以得到更加真实纹波信号。与电压测量法不同的是,这里还用到了电流探头。比如,继续用上述的示波器,再加一个电流放大器和一个电流探头。此时,只需用电流探头夹住输出到负载的电流信号,就可以进行电流测量法来测量输出电流的纹波信号了。与电压测量法一样,整个测试过程中,示波器及电流放大器的设置是能否采样到真实信号的关键。其实,用这种方法测量时,示波器的基本设置及用法与上述相同。不同的是,通道设置中探头的设置有所不同。在这里,需要选则电流探头的方式。然后,选择探头的比例,必须与放大器所设置的这个比例相同,这样从示波器所读取数才是真实的数据。比如,所用放大器的这个比例设置为5A/V,则此时示波器的这一项也需设置为5A/V。至于电流放大器的耦合方式,当示波器的通道耦合已经选择为交流耦合时,则这里选择交流或直流都可以。


    需要注意的是,用这种方法时,需先打开示波器,然后再打开电流放大器。且,记得在使用前对电流探头先消磁。另外,测量电源纹波本身有一定技巧性。图1给出了一个不当使用示波器测量电源纹波的实例。在这个例子中出现了几个错误,首先是使用了接地线很长的示波器探针;其二是让由探针和接地线形成的回路靠近功率变压器和开关元件;最后是允许在示波器探针和输出电容之间形成额外的电感。其结果带来的问题是在测得的纹波波形中携带了拾取的高频成分。在电源中有许多很容易耦合到探针中的高速的、大电压和电流信号波形,其中包括来自功率变压器的磁场耦合、来自开关节点的电场耦合、以及由变压器交绕(interwinding)电容产生的共模电流。

     a0bc095cb41bcd3e8aae4f7176692ec1.png

    图1:不当的纹波测量得到糟糕的结果

    采用正确的测量技术可切实改善纹波测量的结果。首先,通常会规定纹波的带宽上限,以避免拾取超出纹波带宽上限的高频噪声,应该给用于测量的示波器设定合适的带宽上限。其次,可以通过摘掉探针的“帽子”来去掉接地长引线形成的天线。如图2所示,我们把一段短线绕在探针接地引线周围,并使之与电源地相连接。这样做附带的好处是缩短暴露在电源附近高强度电磁辐射中的探针长度,从而进一步减少高频拾取。


    最后,在隔离电源中,真正的共模电流是由在探针接地引线中流动的电流产生的,这就使得在电源地和示波器地之间产生电压降,表现为纹波。要抑制这个纹波,需要在电源设计中仔细考虑共模滤波问题。


    此外,把把示波器引线绕在铁芯上可减小这个电流,因为这样会形成一个不影响差分电压测量、但可降低由共模电流产生的测量误差的共模电感。图2显示了采用改进测量技术对同一电路得到的纹波电压测量结果。可以看到,高频尖刺已几乎消除。

     a02e517a4fdd2f2dc7fd2ff3c75abad1.png图2:四种简单改进极大地改善了测量结果

    事实上,当电源集成到系统中之后,电源纹波性能甚至会更好。在电源和系统其它部分之间几乎总会存在一定量的电感。电感可能是由导线或在印刷线路板上的蚀刻线形成的,而在芯片附近总会有作为电源负载的附加旁路电容,这两者形成低通滤波效应并进一步降低电源纹波和/或高频噪声。


    举一个极端的例子,由电感量为15nH的长一英寸的短线和电容量10μF的旁路电容构成的滤波器,其截止频率为400kHz。该实例意味着能大幅减少高频噪声。该滤波器的截止频率比电源纹波频率低很多倍,可以切实降低纹波。聪明的工程师应该在测试过程中设法利用它。

    -END-

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  • 数据速率、载波频率带宽关系

    千次阅读 2021-02-04 00:34:34
    又称比特率或数据带宽,描述通信中每秒传送数据代码的比特数,单位是bps。这个很好理解,是“刚需”,每秒传多少bit的数据。 2. 码元(符号) 也可以叫符号(symbol)。通过不同的调制方式(诸如FSK、QAM等等),...

    1. 数据传输速率

    又称比特率或数据带宽,描述通信中每秒传送数据代码的比特数,单位是bps。这个很好理解,是“刚需”,每秒传多少bit的数据。

    2. 码元(符号)

    也可以叫符号(symbol)。通过不同的调制方式(诸如FSK、QAM等等),可以在一个码元符号上负载多个bit位信息。举个例子,下图是4QAM(即QPSK)调制的全部四种码元符号,一种符号可以带两个bit的信息。

    3. 符号率

    符号率也就是码元速率,单位是Baud/s或sym/s,表示每秒传输码元符号的数目。符号率也叫波特率或符码率。符号率决定了通信效率,显然一种调制方式符号状态数(上例中4QAM是4种)越多,符号率数值越大,每秒可以传更多的bit信息。显然有

    数据传输速率=符号率 x 一种符号所带的bit数

    我们平时常用的串口,根本就没有任何调制,直接发的高低两种电平代表1和0,也就是一个bit就是一个符号了,所以它的波特率就是传输速率。我们所说的串口波特率115200,就是这个设置下,传输速率可以到115200bit/s。

     

    说完了上面三个概念,就可以聊聊带宽了。

    带宽实际上是个物理概念,它是指占用频谱的宽度。设计一个通信系统,其实带宽是一个被设计决定的量。明白这一点非常重要,一个系统,你打算支持多大的数据速率?采用什么调制方式?用什么编码方式?等等综合考虑了以后,这些指标决定了你的信道需要多少带宽。各种编码方式(各种用途,校验,纠错等等,目的只有一个,提高传输的可靠性)决定了你最终传输的信息总量(真正要传输的数据+必要的其他信息),调制方式决定了最终传输这些数据的符号率。

    那么问题来了,罗嗦了一堆,和带宽到底什么关系?信道带宽与数据传输速率的关系可以用香农(Shanon)定理与奈奎斯特(Nyquist)准则描述。

    香农定理:

    (b/s) S为信道内所传信号的平均功率,N为信道内部的高斯噪声功率

    也就是说如果信道如果没有噪声,信道支持的带宽是无穷大,当然实际上没有噪声是不可能的。

    香农定理给出了信道容量的理论上限,但是看起来有点玄幻,因为它看起来和波特率,码率啥的都没关系,而奈奎斯特准则给出的它们的关系。

    奈奎斯特准则: 对于一个带宽为W(Hz)的无噪声低通信道,最高的码元传输速率Bmax:

    (Baud),即每赫兹带宽的理想低通信道的最高码元传输速率是每秒2个码元。

    根据之前Baud单位的定义,如果编码方式的码元状态数为M,得出极限信息传输速率(信道容量)Cmax:

    (b/s) (评论指出这个是低通情况下,但不影响理解)

    奈奎斯特要告诉我们的是,每个码元传送bit确定的情况下,如果我这个信道只支持W(Hz)的带宽,你最多每秒只能给我塞Cmax (bit)的信息,多了我就吃不消啦。反过来,在带宽已知,在信道容量Cmax已经被香农定理确定的情况下,实际上奈奎斯特准则给出了系统每个码元最大传送的bit数(就比如QAM数)。

    回到上面那句话,带宽是一个被设计决定的量。我要传那么多的数据,信道的最大信噪比基本也能有一个预测值,你最起码得给我搞一个满足香农定理的信道,带宽少了不用说不行,多了浪费,要知道频谱资源可是灰常灰常宝贵的。还有,你的RF电路,硬件设计,滤波器都得给我满足这个带宽,少了不行,多了带宽外面的干扰信号也可能漏进来,抗干扰不行。

    最后提一下载波。顾名思义,载波是信号调制与发射的载体,它只有一个中心频率,和带宽本身没任何关系。比如11n协议规定可以工作在2G频段,也可以工作在5G频段,其他因素都一样的。假定20M带宽,工作在2G频段的时候载波频率是2.4GHz,那它实际占用的频谱资源是2.390GHz-2.410GHz。工作在5G频段的时候载波频率是5GHz,那它实际占用的频谱资源是4.990GHz-5.010GHz。

    本文末尾以这个链接里我的回答无线通信系统中数据带宽、载波频率和载波带宽的关系怎样理解?作为结尾。为啥信号会占用带宽,这实在是很基础的,因为数字信号(不就是非周期像方波一样的嘛)傅里叶变换之后占的频谱实际上是无穷宽的。

     

    为什么说载波频率越高 带宽越大。是因为高频段的频谱资源空白较多,可用上大带宽。低频段频谱资源被占用殆尽,所以只能往高频跑。

    可以从码间干扰ISI的角度去解释一下,比如码间干扰限制了速率,而带宽又决定了码间干扰,所以带宽限制了速率。

    正是因为通信信道的最大传输速率与信道带宽之间存在明确关系,所以人们通常用“带宽”去取代“速率”。

     

    来源 https://www.cnblogs.com/xianghang123/archive/2012/07/03/2575170.html

    【带宽W】

        带宽,又叫频宽,是数据的传输能力,指单位时间内能够传输的比特数。高带宽意味着高能力。数字设备中带宽用bps(b/s)表示,即每秒最高可以传输的位数。模拟设备中带宽用Hz表示,即每秒传送的信号周期数。通常描述带宽时省略单位,如10M实质是10M b/s。带宽计算公式为:带宽=时钟频率*总线位数/8。电子学上的带宽则指电路可以保持稳定工作的频率范围。

     

    【数据传输速率Rb】

        数据传输速率,又称比特率,指每秒钟实际传输的比特数,是信息传输速率(传信率)的度量。单位为“比特每秒(bps)”。其计算公式为S=1/T。T为传输1比特数据所花的时间。

     

    【波特率RB】

        波特率,又称调制速率、传符号率(符号又称单位码元),指单位时间内载波参数变化的次数,可以以波形每秒的振荡数来衡量,是信号传输速率的度量。单位为“波特每秒(Bps)”,不同的调制方法可以在一个码元上负载多个比特信息,所以它与比特率是不同的概念。

     

    【码元速率和信息速率的关系】

        码元速率和信息速率的关系式为: Rb=RB*log2 N。其中,N为进制数。对于二进制的信号,码元速率和信息速率在数值上是相等的。

     

    【奈奎斯特定律】

        奈奎斯特定律描述了无噪声信道的极限速率与信道带宽的关系。

       

        1924年,奈奎斯特(Nyquist)推导出理想低通信道下的最高码元传输速率公式:理想低通信道下的最高RB = 2W Baud。其中,W为理想低通信道的带宽,单位是赫兹(Hz),即每赫兹带宽的理想低通信道的最高码元传输速率是每秒2个码元。对于理想带通信道的最高码元传输速率则是:理想带通信道的最高RB= W Baud,即每赫兹带宽的理想带通信道的最高码元传输速率是每秒1个码元。

        符号率与信道带宽的确切关系为:

        RB=W(1+α)。

        其中, 1/1+α为频道利用率,α为低通滤波器的滚降系数,α取值为0时,频带利用率最高,但此时因波形“拖尾”而易造成码间干扰。它的取值一般不小于0.15,以调解频带利用率和波形“拖尾”之间的矛盾。

       

        奈奎斯特定律描述的是无噪声信道的最大数据传输速率(或码元速率)与信道带宽之间的关系。

     

    【香农定理】

        香农定理是在研究信号经过一段距离后如何衰减以及一个给定信号能加载多少数据后得到了一个著名的公式,它描述有限带宽、有随机热噪声信道的最大数据传输速率(或码元速率)与信道带宽、信噪比(信号噪声功率比)之间的关系,以比特每秒(bps)的形式给出一个链路速度的上限。

        香农定理指出:在有随机热噪声的信道上传输数据信号时,数据传输速率Rb与信道带宽W、信噪比S/N的关系为:

        Rb=W*log2(1+S/N)。

        其中,Rb是可得到的链路速度,W是链路的带宽,S是平均信号功率,N是平均噪声功率,信噪比(S/N)通常用分贝(dB)表示,而分贝数=10×lg(S/N)。

     

        香农定理应用举例:

        通常,支持音频电话连接的频率范围为300Hz到3300Hz,则B=3300Hz-300Hz=3000Hz,而一般链路典型的信噪比是30dB,即S/N=1000,因此我们有R=3000×log2(1001),近似等于30Kbps,是28.8Kbps调制解调器的极限,因此如果电话网络的信噪比没有改善或不使用压缩方法,调制解调器将达不到更高的速率。

     

    ============== End

     

    https://www.cnblogs.com/lsgxeva/p/13832816.html

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    带宽、特征频率、截止频率、-3dB 一、-3dB带宽定义和理解 -3dB带宽指幅值等于最大值的二分之根号二倍时对应的频带宽度。 幅值的平方即为功率,平方后变为1/2倍,在对数坐标中就是-3dB的位置了,也就是半功率...
  • 在许多方面,并联谐振电路正是如此我们在前一个教程中看到的串联谐振电路相同。两者都是3元件网络,包含两个无功元件,使它们成为二阶电路,两者都受到电源频率变化的影响,两者都有一个频率点,它们的两个电抗...
  • LTE信道频率-对应表

    2019-04-29 15:12:59
    LTE现网在用频点频率带宽对应详细表,上下行频点及中心频点以及绝对频点对应关系
  • 带宽很好理解,一般带宽越高子载波越多,即对应的频点或信道越多。 这样系统中频域变换到时域,则对应的FFT点数越多。FFT点数不补零的情况下等于采样点数,补零一般会补成2的次幂。 比如:20M、15M、10M、5M、3M、...

空空如也

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中心频率与带宽的关系

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