以单边幅度频谱为例,研究脉冲宽度与频谱的关系。
时间: 2024-05-28 19:12:04 浏览: 172
脉冲宽度的测量
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单边幅度频谱(Single-Sided Amplitude Spectrum)是信号在频域中的幅度谱,主要反映了信号在不同频率下的能量分布情况。脉冲信号的频谱与脉冲宽度之间有着密切的关系。
以矩形脉冲信号为例,其时域表示为:
$$
x(t)=\left\{\begin{array}{ll}
A, & 0 \leq t \leq T \\
0, & \text { otherwise }
\end{array}\right.
$$
对其进行傅里叶变换,得到其频域表示为:
$$
X(j \omega)=\int_{-\infty}^{\infty} x(t) e^{-j \omega t} d t=\int_{0}^{T} A e^{-j \omega t} d t=A \frac{e^{-j \omega T}-1}{-j \omega}
$$
将其变换为单边幅度谱,可以得到:
$$
\begin{aligned} X_{s}(\omega) &=\left|X(j \omega)\right| \\ &=\left|\frac{A}{-j \omega}\right|\left|e^{-j \omega T}-1\right| \\ &=\frac{A}{\omega}\left|\sin \frac{\omega T}{2}\right| \end{aligned}
$$
由此可以看出,矩形脉冲信号的频谱主要集中在$\frac{2\pi}{T}$的倍数处,且随着脉冲宽度的增加,频谱的主瓣变窄,旁瓣变低。这是因为脉冲宽度越小,其包含的频率分量越多,导致频谱的主瓣变宽、旁瓣变高。反之,脉冲宽度越大,其包含的频率分量越少,导致频谱的主瓣变窄、旁瓣变低。
因此,在研究脉冲信号的频谱特性时,需要考虑脉冲宽度对频谱的影响。
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