传递函数带宽的定义需根据具体应用领域和信号类型进行区分,主要分为以下两种常见定义方式:
一、模拟信号中的带宽定义
在模拟信号处理中,带宽通常指信号所占据的频带宽度,单位为赫兹(Hz)。例如:
模拟语音电话的信号带宽为 3400Hz
PAL-D电视频道的带宽为 8MHz(含保护带宽)
对于模拟信号,带宽的严格定义是信号频谱中非零频率成分的范围,即傅里叶变换中绝对值不为零的频率区间。但在实际应用中,常采用更宽松的定义,例如将频率绝对值低于最大值3dB(即最大值的一半)的信号视为“小信号”并排除在外。
二、数字信号中的带宽定义
在数字信号传输中,带宽通常指单位时间内传输的数据量,单位为比特每秒(bps)。例如:
ISDN的B信道带宽为 64Kbps
对于数字信号,由于传输是通过模拟信号的调制完成的,为了避免与模拟带宽混淆,通常用 波特率或 符号率来描述带宽。例如,一个符号率为8MHz的数字信道,其带宽通常也认为是8MHz。
三、其他领域的特殊定义
有限带宽函数:
在频谱分析中,满足傅里叶变换非零频率成分集中在某个有限频带内的函数称为有限带宽函数。
系统带宽:
在控制系统中,开环传递函数幅值下降至0.707(-3dB)时的频率称为带宽。
总结
传递函数带宽的定义需结合信号类型和应用场景:
模拟信号:严格定义为非零频率范围,实际应用中可能排除小信号
数字信号:通常用波特率或符号率表示
其他领域:如控制系统(幅值下降3dB频率)或光纤传输(峰值下降1/2频率间隔)
不同领域对带宽的严格程度不同,需根据具体需求选择合适的定义方式。