訊號頻寬與通道頻寬

2020-10-25 17:00:31

訊號頻寬:一個訊號可以分解為一系列不同頻率正餘弦函數的加權和。頻寬,就是那些對應的加權非零部分對應的三角函數的頻率寬度。訊號頻譜的寬度,也就是訊號的最高頻率分量與最低頻率分量之差。例如:一個由數個正弦波疊加成的方波訊號,其最低頻率分量是其基頻,假定為 f =2kHz,其最高頻率分量是其 7 次諧波頻率,即 7f =7×2=14kHz,因此該訊號頻寬為 7f - f =14-2=12kHz。在計算機網路中,頻寬用來表示網路中某通道傳送資料的能力,因此網路頻寬表示在單位時間內網路中的某通道所能通過的「最高資料率」 。

通道頻寬:限定了允許通過該通道的訊號下限頻率和上限頻率,也就是限定了一個頻率通帶。比如一個通道允許的通帶為 1.5kHz至 15kHz,其頻寬為 13.5kHz。

如何判斷訊號可以通過通道:任何複合訊號的最低頻率分量和最高頻率分量都在通道的頻率範圍內就能通過該通道。比如一個通道允許的通帶為 1.5kHz至 15kHz,其頻寬為 13.5kHz。頻率1.5kHz、4kHz、6kHz、9kHz、12kHz,15kHz 以及任意在該頻帶範圍內的各種單頻波也可以通過該通道。然而,如果一個基頻為 1kHz 的方波,通過該通道肯定失真會很嚴重;方波訊號若基頻為 2kHz,但最高諧波頻率為 18kHz,頻寬超出了通道頻寬,其 9次諧波會被通道濾除,通過該通道接收到的方波沒有傳送的品質好;那麼,如果方波訊號基頻為 500Hz,最高頻率分量是 11 次諧波的頻率為 5.5kHz,其頻寬只需要 5kHz,遠小於通道頻寬,是否就能很好地通過該通道呢?其實,該訊號在通道上傳輸時,基頻被濾掉了,僅各次諧波能夠通過,訊號波形一定是不堪入目的。