宽带和带宽分不清楚

如何理解带宽

我们平时经常听到的带宽其实是宽带,举个栗子:我家用的是xx运营商提供的,号称1000M宽带,这其实指是的网络数据传输的速率是:1000Mbs(即125MBps)。

那么既然有宽带,就有窄带了?没错,有一个名称叫做窄带。我们是先有了窄带后有了宽带,现在反而没有多少人知道窄带了。20多年前大家用电话线拨号上网,用的就是窄带上网技术。就是说传统电话网络(电路交换网)就是窄带网络。

好,我们要回归正题。现在我们所说的带宽并非是指数据速率,而是指:信号不失真情况下的频谱宽度。

我们来看一下带宽的概念,它对信号完整性相关知识内容的理解非常非常地重要。带宽是指:表示频谱中最高的有效正弦波频率分量值,所有高于带宽的频率都可忽略不计。

如下图所示,如果1GHZ理想方波信号,只用0,1,3次谐波组合成时域波形时,那么它的带宽值就是3GHz,此时其它高于3GHz的正弦波分量为0。

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但实际电路中不会存在一个如下图所示的理想界限:小于某一频点的信号分量无损通过,而大于某一频点信号分量则是100%衰减。

一般情况下,衰减量对相对频率是连续的。如下图所示,信号在不同的频率上的衰减并非是突变的。因此,我们要如何去定义它的截止频率呢?或则说我们认为信号能通过频率的衰减是多少呢?

好,我们一般定义最高有效正弦波频率分量指的是:1.从时域来说,谐波幅度高于相同基频理想方波中谐波幅度70%的那一点。2.从频域来说,是实际波形的谐波分量开始比1/ƒ下降得更快的那个频率点:转折频率:ƒknee,低于正常幅值3dB。所以我们得到的带宽频率是指:信号电压衰减3dB的频点。并非是说:信号经过一个电路系统时,在该电路系统的带宽范围内,信号能100%不失真。举个栗子:示波器的测量带宽,要考虑这个问题,否则测量出来的信号失真会比较严重。带宽对实际电路分析和应用有着极大的作用,但是我们并不能很容易观测到信号的最高有效频率分量。如何能通过简单测试/观测到的参数来得到带宽?前面我们通过对理想方波的频域-时域反向组合,得到信号边沿时间跟最高频率分量强相关,那么是否可以得到信号边沿与带宽的关系?

如下图为已知波形幅度10%~90%的边沿时间和带宽的简单关系,通过测量发现带宽与边沿时间的倒数有关,用直线拟合得出信号带宽和边沿时间关系:BW = 0.35/RT。

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