上升邊時(shí)間和信號(hào)帶寬的關(guān)系,不同的資料里,遇到過兩種公式表達(dá):

關(guān)于這兩個(gè)公式,也有轉(zhuǎn)折頻率的說法,即脈沖的大部分能量集中在轉(zhuǎn)折頻率以下,有效頻率分量,轉(zhuǎn)折頻率,只是說法不同罷了。
為什么會(huì)有兩個(gè)公式?
先說說關(guān)于信號(hào)帶寬有兩種定義:
信號(hào)帶寬定義為信號(hào)頻譜的寬度,也就是信號(hào)的最高頻率分量與最低頻率分量之差,譬如,一個(gè)方波信號(hào)由數(shù)個(gè)正弦波疊加成,其最低頻率分量是其基頻,假定為2kHz,其最高頻率分量是其5次諧波,即為10kHz,則該信號(hào)帶寬為8kHz。
信號(hào)帶寬定義為最高有效正弦波頻率分量,這里的有效就是頻譜中的最高次諧波。把帶寬內(nèi)所有的頻率分量包含在內(nèi),就可以重新生成上升邊有限的方波。這個(gè)方波的帶寬公式:BW=0.35/上升邊。
上升邊定義:
上升邊定義是信號(hào)從低電平跳變到高電平所經(jīng)歷的時(shí)間,一般來說高電平跳變到低電平更快,也就是說下降沿比上升沿更短,晶體管n管要比p管導(dǎo)通得快,上升邊與p管的導(dǎo)通速度有關(guān)。有的產(chǎn)品估算上升邊是時(shí)鐘周期的10%,有的產(chǎn)品估算上升邊是時(shí)鐘周期的7%,上升邊短,帶寬高。這里面能確定的是:上升邊小于時(shí)鐘周期的50%。
上升邊取值范圍有兩種情況:一種是10%~90%,還有一種是20%~80%。很多資料頻率響應(yīng)轉(zhuǎn)換傾向于10%~90%。
信號(hào)帶寬除了和上升邊時(shí)間有關(guān),有的資料也給出其和時(shí)鐘周期5倍的關(guān)系,隨著上升邊時(shí)間經(jīng)驗(yàn)取值的不同,7%得出0.35/Tr,10%得出0.5/Tr:

關(guān)于BW和0.35的關(guān)系,之前有文章還寫過:
從BW= 0.35/Tr 怎么推導(dǎo)來的說起
也有資料給出這兩個(gè)公式不同的解釋,將其區(qū)分出Fmax 和F3dB

關(guān)于Fmax 和F3dB的差別

3dB帶寬概念,幅值為峰值的0.707,功率50%
還有的資料給出F3dB和不同的脈沖有關(guān):

K為比例常數(shù),取決于具體的脈沖波形,比如高斯脈沖,K的取值為0.338。

既然有0.35和0.5 的差別,用“帶寬”的定義來表示,就會(huì)有偏差,應(yīng)該用頻譜的概念。這個(gè)1.5/T的差值,就是接近于頻譜分辨率的下限。
有個(gè)問題:既然不是特別準(zhǔn)確,為什么還用頻域來代替時(shí)域中電壓—時(shí)間的關(guān)系?
這個(gè)問題就留著。
最后復(fù)習(xí)一下時(shí)域&頻域,頻率&比特率知識(shí)點(diǎn):
時(shí)域是真實(shí)的,將信號(hào)描述為離散的電壓,表示的是電壓與時(shí)間的關(guān)系;頻域是數(shù)學(xué)架構(gòu),表現(xiàn)的波形是正弦波,匯集的分量是諧波。
模擬信號(hào):在固定的時(shí)間可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量,即傳遞數(shù)據(jù)的能力,通常以每秒傳送周期或赫茲(Hz)來表示。
數(shù)字信號(hào):在單位時(shí)間能可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量,即每秒可傳輸數(shù)據(jù)位數(shù),通常以比特率(bps,bits per second)來表示,可稱之為帶寬。
bps是速度單位,bit是大小單位,1bps=1bit/s, 8bit=1byte。
審核編輯 :李倩
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原文標(biāo)題:從上升邊和帶寬關(guān)系的兩種公式說起
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