Båndbredde (signalbehandling)

Se også: Antenne (radio) § Bandbredde, og Antennemåling § Bandbredde

Den absolutte båndbredde er ikke altid det mest hensigtsmæssige eller nyttige mål for båndbredde. Inden for antenner er det f.eks. vanskeligere at konstruere en antenne, så den opfylder en bestemt absolut båndbredde, ved en højere frekvens end ved en lavere frekvens. Af denne grund angives båndbredden ofte i forhold til driftsfrekvensen, hvilket giver en bedre indikation af den struktur og raffinement, der er nødvendig for det pågældende kredsløb eller den pågældende anordning.

Der er to forskellige mål for relativ båndbredde i almindelig brug: brøkvis båndbredde ( B F {\displaystyle B_{{\mathrm {F}} }}

) og forholdsbåndbredde ( B R {\displaystyle B_{\mathrm {R} }}

). I det følgende er den absolutte båndbredde defineret som følger: B = Δ f = f H – f L {\displaystyle B=\Delta f=f_{\mathrm {H}} }-f_{{{\mathrm {L}} }}

hvor f H {\displaystyle f_{{\mathrm {H}} }}

og f L {\displaystyle f_{\mathrm {L} }}

er henholdsvis den øvre og den nedre frekvensgrænse for det pågældende bånd.

Fraktionel båndbreddeRediger

Fraktionel båndbredde er defineret som den absolutte båndbredde divideret med centerfrekvensen ( f C {{\displaystyle f_{\mathrm {C} }}

), B F = Δ f f f C . {\displaystyle B_{\mathrm {F} }={{\frac {\Delta f}{f_{\mathrm {C} }}}\ .}

Centerfrekvensen defineres normalt som det aritmetiske gennemsnit af den øvre og nedre frekvens, således at,

f C = f H + f L 2 {\displaystyle f_{\mathrm {C} }={\\frac {f_{{\mathrm {H}} }+f_{\{\mathrm {L}} }}{2}}\ }

og B F = 2 ( f H – f L ) f H + f L . {\displaystyle B_{\mathrm {F}} }={\\frac {2(f_{{\mathrm {H} }-f_{{\mathrm {L}} })}{f_{{\mathrm {H}} }+f_{{\mathrm {L}}+f_{\mathrm {L}} }}}\ .}

Midlertid defineres centerfrekvensen undertiden som det geometriske gennemsnit af den øvre og den nedre frekvens,

f C = f H f L {\displaystyle f_{{\mathrm {C} }={{\sqrt {f_{\mathrm {H}} }f_{{\mathrm {L}} }}}}

og B F = f H – f L f H f L . {\displaystyle B_{\mathrm {F} }={\\frac {f_{{\mathrm {H}} }-f_{\mathrm {L} }}}{\sqrt {f_{{\mathrm {H}} }f_{{\mathrm {L}} }}}}\ .}

Mens det geometriske gennemsnit sjældnere anvendes end det aritmetiske gennemsnit (og sidstnævnte kan antages, hvis det ikke udtrykkeligt angives), anses førstnævnte for at være mere matematisk stringent. Det afspejler mere korrekt det logaritmiske forhold mellem den brøkvise båndbredde og den stigende frekvens. For smalbåndsapplikationer er der kun en marginal forskel mellem de to definitioner. Den geometriske middelværdi er ubetydeligvis lidt større. For bredbåndsanvendelser divergerer de væsentligt med den aritmetiske middelværdiversion, der nærmer sig 2 i grænsen, og den geometriske middelværdiversion, der nærmer sig uendeligt.

Fraktionel båndbredde udtrykkes undertiden som en procentdel af centerfrekvensen (procent båndbredde, % B {\displaystyle \%B}

), % B F = 100 Δ f f f C . {\displaystyle \%B_{\mathrm {F} }=100{\frac {\Delta f}{f_{\mathrm {C} }}}\ .}

Ratio bandwidthEdit

Ratio bandwidth er defineret som forholdet mellem den øvre og nedre grænse for båndet,

B R = f H f L . {\displaystyle B_{\mathrm {R} }={\frac {f_{{\mathrm {H}} }}{f_{{\mathrm {L}}{f_{\mathrm {L}} }}}\ .}

Båndbreddeforholdet kan noteres som B R : 1 {\displaystyle B_{{\mathrm {R}} }:1}

. Sammenhængen mellem forholdsbåndbredde og brøkbåndbredde er givet ved, B F = 2 B R – 1 B R + 1 {\displaystyle B_{\mathrm {F}} }=2{\frac {B_{{\mathrm {R} }-1}{B_{{\mathrm {R} }+1}}}} }

og B R = 2 + B F 2 – B F . {\displaystyle B_{{\mathrm {R} }={\frac {2+B_{{{mathrm {F}} }}}{2-B_{{{\mathrm {F}} }}}\ .}

Procent båndbredde er et mindre meningsfuldt mål i bredbåndsapplikationer. En procentvis båndbredde på 100 % svarer til en forholdsbåndbredde på 3:1. Alle højere forhold op til uendeligt er komprimeret i intervallet 100-200%.

Ratiobåndbredde udtrykkes ofte i oktaver for bredbåndsapplikationer. En oktav er et frekvensforhold på 2:1, hvilket fører til dette udtryk for antallet af oktaver,

log 2 ( B R ) . {\displaystyle \log _{2}(B_{{\mathrm {R} })\ .}

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.