發(fā)布時間:2023-04-04作者來源:金航標(biāo)瀏覽:10030
在互聯(lián)網(wǎng)時代,信號大部分情況下是以電磁波的形式傳播的。
根據(jù)傅里葉變換可知,每個信號都由大量不同頻率的諧波組成,并且信號的諧波成分(也就是頻譜特征)是[敏感詞]的。這帶給我們一個啟發(fā),一串在時域上看似變化無章的信號,在頻譜上可能是簡單明了的,這可以大大簡化信號的處理或識別過程。
為了更好地認(rèn)識信號在頻譜上的特性,[敏感詞]重點介紹信號帶寬的定義,并說明窄帶信號與寬帶信號之間的區(qū)別。
信號帶寬一般定義為信號在連續(xù)頻帶中的上限頻率和下限頻率之間的差值。
在某些情況下,信號帶寬(Hz)是指信號的頻譜密度(W/Hz 或 V2/Hz)不為零或高于小閾值的頻率范圍。如下圖,閾值通常是相對于最大值定義的,最常見的是 -3 dB ,即頻譜密度為其最大值一半的點。
在頻域中,基帶信號是占據(jù)從 0 Hz 到某個截止頻率的頻率范圍的信號。它之所以被稱為基帶,是因為它占據(jù)了頻譜的[敏感詞]范圍。
在通信中,信號源直接生成的消息信號(文字信號、語音信號、圖像信號等)都是基帶信號。
由于待傳播的消息信號一般強(qiáng)度很弱,無法進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳播。為了把消息信號傳輸?shù)胶苓h(yuǎn)的地方,就需要將消息信號加載到高頻率和高能量的載波信號上,也就是調(diào)制。調(diào)制是根據(jù)消息信號的幅度去改變載波信號特性(幅度、頻率或者相位)的過程。常見的調(diào)制包括幅度調(diào)制(AM)、相位調(diào)制(PM)、頻率調(diào)制(FM)等,它們本質(zhì)上是將信號頻譜搬移到設(shè)定的高頻處。
對于寬帶信號和窄帶信號,目前還沒有文獻(xiàn)或組織對其給出嚴(yán)格定義,因此寬帶與窄帶沒有嚴(yán)格意義上的區(qū)分,二者是一個相對概念。
我們假設(shè)一信號的頻率寬度為 ,中心頻率為 。
一般認(rèn)為,窄帶信號滿足以下要求:信號的頻率寬度 遠(yuǎn)小于中心頻率 ,通常要求 。
例如單頻信號則屬于窄帶信號;而我們大多數(shù)情況下測量的信號只包含若干個單頻成分,那么這也是窄帶信號,對應(yīng)的頻譜稱為窄帶譜。若從頻率成分來理解,窄帶信號的相鄰頻率成分則相差甚遠(yuǎn),如正弦信號。
寬帶一般來講是指信號的頻率分布在一個連續(xù)的寬頻帶內(nèi)。如果信號的頻率分布范圍很廣,且信號頻率成分是連續(xù)的,可以認(rèn)為是寬帶信號。它表示信號或電子線路包含或能夠同時處理較寬的頻率范圍。
寬帶是一種相對的描述方式,頻率的范圍愈大,也就是信號帶寬愈高時,能夠發(fā)送的數(shù)據(jù)也相對增加。若從頻率成分來理解寬帶,則認(rèn)為相鄰頻率成分相差很小的信號為一個寬帶信號。
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Bandwidth_(signal_processing).
[2] https://en.wikibooks.org/wiki/Communication_Systems/Baseband_and_Broadband_Signals.
[3] https://blog.csdn.net/qq_42691315/article/details/113178744.
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