带宽的理解
带宽(频带宽度):是指电磁波最高频率和最低频率的差值,这一段频率被称为带宽。
举例说明
人耳能听到的频率范围是20赫兹到2万赫兹。换句话说,人而只对20赫兹至2万赫兹的声音频率有反应,超出或低于这一频率范围的声音我们都是听不到的。所以我们把能被耳朵感知的声音的频率范围称为耳朵的频率响应。
什么是频率响应呢?它是指不同频率的输入信号经过系统响应后输出信号的增益。当一段符合系统频率响应的信号经过系统后此,系统可以对其产生作用,也就是定义中所说的增益。如果信号不符合系统的频率响应,那么这种信号就不能通过此系统。
纵轴表示此振动传感器系统对信号的增益,可以理解为将信号乘以后发送出去,那么它必然会有乘0.5、乘20等情况。
增益就有了两种说法,正增益和负增益,也就是放大和缩小。
发现约接近最高或最低截止频率输出信号的幅值会逐渐减小,频率响应曲线就变成视频中显示的样子。那么最高最低截止频率又会在哪里呢?
需要大家接受一个概念,如果输出信号的功率是输入信号功率的一半,可以认为原输入信号的频率特性没有被改变。
功率与信号的频率特性是两个概念。功率是信号在单位时间内传递的能量,它与信号的振幅相关。
频率是指信号的周期性变化
功率下降表示信号传递的能量减少,信号的振幅。也就是电流或电压值下降并不影响信号的频率。
至于为什么选择功率的一半作为标准点,这是一种约定俗成的做法,这种约定有助于统一和比较不同系统的性能。
这样可以求出由系统输出的信号和输入系统的信号的功率比值了
因为它由功率比值得来,也被称为半功率点。也就是说当输出信号功率是输入信号功率一半的时候,输出信号的幅值会下降至输入信号幅值的0.707倍。表示输入信号的一半功率都集中在这个带宽内。
当输入信号的频率是一幅10赫兹,那么输出信号的幅值会下降至源信号的0.707倍,但输出信号的频率仍是10Hz。
在此基础上,就可以确定振动传感器频率响应的最高和最低截止频率的位置。人们把两个截止频率之间的带宽为通频带,也就是此传感器的带宽。
纵坐标一般用分贝表示。根据换算公式可以得到常见的频率响应图。
它的纵坐标从1至0.707变为0至-3DB
在很多技术手册中都会标注其设备的-3DB带宽。
我们可以这么认为,带宽越大,震动传感器可以测量的震动频率范围就越大。
那么设备的带宽是越大越好吗?
当然不是,因为带宽越大,可能引入的噪声越多越容易干扰到被测信号,带来更大的误差。
高带宽也不是越小越好,任何信号都可以看成是无限次的谐波叠加,如果带宽很小就会丢失大量高次谐波带来误差。
所以要根据被测信号的频率范围选择合适的测量设备。