目录

1：什么是信号带宽

2：带宽计算公式

3：实际应用

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这里讨论的信号，是指数字信号，默认为方波信号。

方波是一种非正弦曲线的波形，具有明确的“高”和“低”两个电平值，且占空比（高电平在一个波形周期内占有的时间比值）为50%的矩形波通常被称为方波。在电子和信号处理领域，方波信号经常用于各种应用，如时钟信号、数字通信等。

1：什么是信号带宽

对于数字信号，带宽通常指的是信号频谱中的频率范围，它限定了通过该信道的信号上限频率和下限频率。对于方波来说，其带宽与信号的频谱特性密切相关。

频谱成分：方波信号可以表示为无穷多个正弦函数的叠加，这些正弦函数被称为谐波。理想方波的频谱只包含奇次谐波（如1次、3次、5次等），而偶次谐波的幅度为零。

有效带宽：方波的带宽通常定义为信号频谱中最高有效正弦波频率分量所对应的频率。这里的“有效”是指该频率分量的幅度仍然显著，通常与理想方波相应谐波幅度的某个比例（如70%）进行比较。当某个谐波的幅度衰减到这个比例的阈值以下时，该谐波对应的频率就被认为是方波的有效带宽。
频谱特性与带宽的关系：方波的频谱特性决定了其带宽。随着谐波次数的增加，谐波的幅度逐渐减小。当谐波的幅度减小到一定程度时，该谐波对合成方波信号的贡献就变得微不足道，因此不再被视为有效带宽的一部分。

幅度的70%：也为3db点

那么信号的带宽，频率下限就是1次波（基波），上限就是幅度下降到基波幅度70%后的寄次波。

2：带宽计算公式

已知的带宽计算公式，记住就行：

推导公式相对复杂，放上供参考：

其中BW为带宽，单位为GHz，Tr为上升沿时间（10%到90%），单位为ns。 

3：实际应用

由公式可知，比10Khz的方波，不同上升沿时间的波其际带宽是不一样的。带宽越大，说明高频分量越多，带来的电磁干扰问题也就越复杂。

比如：

红色上升沿时间0.01us，转折频率35MHz

绿色上升沿时间0.1us，转折频率3.5MHz

蓝色上升沿时间1us，转折频率0.35MHz

所以我们得出一个结论：

增大驱动电阻：时间常数增加，开关信号上升沿时间增加，开关信号的谐波分量减少，转折频率变小，高次谐波的衰减增大。

但是也不能将开关信号的上升沿时间设置的过大，这样会使开关器件的开关损耗过大，导致器件过热。所以设置合适的驱动电阻和控制开关元器件的损耗需要做一个权衡。

好了，通过对方波带宽和上升沿时间的了解，让我们在处理一些EMC/EMI问题时，也能有个基本的思路。当然具体问题还是需要具体分析。

理论只能用来指导实践，具体还是需要理论结合实践！

同样这里也会引出另外一个结论，当我们需要测试100Mhz的时钟信号时，用100Mhz带宽的示波器可以么？

通过今天的探讨，显然答案是否定的。

要具体需要多少M的示波器，是需要看被测信号的上升沿时间。

当然一个比较以验的数据是：5倍

比如测100Mhz的方波，需要500Mhz带宽的示波器！！！