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信号上升功夫与带宽的关系

  • 浏览次数:16525次
  • 颁布功夫:2016/4/25 16:22:48
  • 作者:量值溯源

脉冲信号的上升功夫简介

  脉冲信号的上升功夫是指脉冲瞬时价最初达到划定下限和划定上限的两瞬时之间的距离,, ,,,,除还有划定表,, ,,,,下限和上限别离界说为脉冲峰值幅度的10%和90%。。。。。 。。。在节造领域中,, ,,,,上升功夫是指响应曲线从零时刻到初次达到稳态值的功夫,, ,,,,通常界说为响应曲线从稳态值的10%上升到稳态值的90%所需的功夫。。。。。 。。。

  好多信号齐全性问题都是由信号上升功夫短引起的,, ,,,,那么信号上升功夫和信号带宽有什么关系呢????????

  对于数字电路,, ,,,,输出的通常是方波信号,, ,,,,方波的上升边缘极度峻峭,, ,,,,凭据嘎凤叶分析,, ,,,,任何信号都能够分化成一系列分歧频率的正弦信号,, ,,,,方波中蕴含了极度丰硕的频谱成分。。。。。 。。。

  抛开单调的理论分析,, ,,,,我们用尝试来直观的分析方波中的频率成分,, ,,,,看看分歧频率的正弦信号是若何叠加成为方波的。。。。。 。。。

信号上升功夫与带宽的关系

  首先我们把一个1.65V的直流和一个100MHz的正弦波形叠加,, ,,,,得到一个直流偏置为1.65V的单频正弦波。。。。。 。。。我们给这一信号叠加整数倍频率的正弦信号,, ,,,,也就是通常所说的谐波。。。。。 。。。

  3次谐波的频率为300MHz,, ,,,,5次谐波的频率为500MHz,, ,,,,以此类推,, ,,,,高次谐波都是100MHz的整数倍。。。。。 。。。

  图1是叠加分歧谐波前后的比力,, ,,,,左上角的是直流偏置的100MHz基频波形,, ,,,,右上角是基频叠加了3次谐波后的波形,, ,,,,有点类似方波了,, ,,,,左下角是基频+3次谐波+5次谐波的波形,, ,,,,右下角是基频+3次谐波+5次谐波+7次谐波的波形。。。。。 。。。这里能够直观的看到叠加的谐波成分越多,, ,,,,波形就越像方波。。。。。 。。。

叠加分歧谐波前后比力

图1 叠加分歧谐波前后比力

  因而若是叠加足够多的谐波,, ,,,,我们就能够近似的合成方波,, ,,,,图2是叠加到217次谐波后的波形,, ,,,,已经极度近似方波了,, ,,,,不用关切角上的那些毛刺,, ,,,,那是驰名的吉伯斯景象,, ,,,,不影响对问题的理解。。。。。 。。。

叠加217次谐波后的波形

图2 叠加217次谐波后的波形

  上面的尝试极度有助于我们理解方波波形的性质特点,, ,,,,梦想的方波信号蕴含了无限多的谐波分量,, ,,,,能够说带宽是无限的。。。。。 。。。现实中的方波信号与梦想方波信号有差距,, ,,,,但是有一点是共同的,, ,,,,就是所蕴含频率很高的频谱成分。。。。。 。。。

  此刻我们看看叠加分歧频谱成分对上升沿的影响。。。。。 。。。图3是对比显示,, ,,,,蓝色是基频信号上升边缘,, ,,,,绿色是叠加了3次谐波后的波形的上升边缘,, ,,,,红色是基频+3次谐波+5次谐波+7次谐波后的上升边缘,, ,,,,玄色是一向叠加到217次谐波后的波形上升边缘。。。。。 。。。

叠加分歧谐波后的波形上升边缘比力

图3 叠加分歧谐波后的波形上升边缘比力

  通过图3我们能够看到,, ,,,,谐波分量越多,, ,,,,上升沿越峻峭。。。。。 。。;;; ;;虼恿硪桓鼋嵌人,, ,,,,若是信号的上升边缘很峻峭,, ,,,,上升功夫很短,, ,,,,那该信号的带宽就很宽。。。。。 。。。上升功夫越短,, ,,,,信号的带宽越宽。。。。。 。。。

结论

  这里说一下,, ,,,,最终合成的方波,, ,,,,其波形沉复频率就是100MHz。。。。。 。。。叠加谐波只是扭转了信号上升功夫。。。。。 。。。信号上升功夫和100MHz这个频率无关,, ,,,,换成50MHz也是同样的法规。。。。。 。。。若是你的电路板输出数据信号只是几十MHz,, ,,,,你可能会不在意信号齐全性问题。。。。。 。。。但这时你想想信号由于上升功夫很短,, ,,,,频谱中的那些高频谐波会有什么影响????????记住一个沉要的结论:影响信号齐全性的不是波形的沉复频率,, ,,,,而是信号的上升功夫。。。。。 。。。


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