脉冲信号频谱分布分析：理论推导与实测验证

脉冲信号频谱分布分析：理论推导与实测验证

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/qq_36045093/article/details/118768766

矩形脉冲信号的频谱分布分析

1. 理论推导

矩形脉冲（单脉冲）的波形如图所示：

其傅氏变换为：

由于矩形脉冲是偶函数，它的频谱是实函数，可以将幅度频谱和相位频谱画在一幅图中，如下图所示：

幅度频谱：

频宽：

或

以上频谱图是对时域连续非周期的信号，故其频域是非周期连续的；实际上示波器处理的都是连续周期信号，故通过示波器观察到的频谱图，应是非周期离散信号，即如下所示：离散抽样函数Sa(x)：

2. 波形与占空比的关系

根据幅度频谱：

可以看出脉冲的占空比τ影响幅值和频宽大小（或第一过零点的位置）。如下所示：

3. 信号实测

• 占空比：50% 最大功率：13dBm（2.83Vpp） 过零点：2MHz
• 占空比：40% 最大功率：13dBm（2.83Vpp） 过零点：2.5MHz
• 占空比：20% 最大功率：9dBm（1.87Vpp） 过零点：5MHz
• 占空比：10% 最大功率：1.3dBm（0.73Vpp）
• 占空比：5% 最大功率：-3.2dBm（0.44Vpp）
• 占空比：1% 最大功率：-19dBm（0.07Vpp）

总结如下：输入信号为1M的脉冲信号，改变占空比

从波形还可以看出：当占空比τ很小时，频谱中的前几十阶分量的值都很小，且波形非常平坦，幅值接近。即超窄脉冲信号的频谱中的高阶频率分量会有很多，但是非常小，约占输入幅值的τ倍。