频率带宽计算器

根据下限和上限频率,计算带宽、中心频率、品质因数及相对带宽。

计算频率带宽
以赫兹输入下限和上限截止频率,上限必须大于下限。

关于频率带宽

频率带宽是某一频率范围的上限与下限之差。本计算器用上限频率减去下限频率,得到以赫兹为单位的绝对带宽,同时给出算术中心频率、品质因数及相对带宽。这些相关指标有助于描述滤波器、谐振器、通信信道、传感器、放大器,以及有效响应位于特定频率区间的各种系统。 算术中心频率等于两个边界频率之和除以二。品质因数通常记作 Q,等于中心频率除以带宽。Q 值高表示相对于中心频率而言范围较窄,Q 值低则表示范围较宽。相对带宽等于带宽除以中心频率,此处以百分比显示。例如,中心频率为 2.44 GHz、带宽为 80 MHz 的信道,相对带宽约为 3.28%,Q 值为 30.5。 输入上下限之前,应先确定边界的含义。滤波器规格常采用半功率或负三分贝截止点,但其他系统可能对占用带宽、发射掩模、可用响应或测量阈值作出不同定义。只有两个边界使用相同定义和单位时,结果才有意义。输入前请将千赫兹、兆赫兹或吉赫兹转换为赫兹。上限频率必须高于下限频率,以保证带宽为正且 Q 有定义。 算术中心频率适用于本页公式及许多线性带宽描述。有些滤波器和对数频率设计则使用截止频率的几何平均值作为谐振中心或对数中心。窄带情况下,两种中心频率接近;频率比很大时,差异可能明显。应用结果前,请确认所在领域要求的约定。相对带宽低于约百分之十通常称为窄带,但具体阈值取决于使用场景。实际频率响应很少呈矩形,因此除这四个计算值外,还可能需要考虑纹波、滚降、群时延、噪声及邻道要求。进行详细工程决策时,请使用实测或仿真得到的截止点。

频率带宽示例

频率范围计算带宽应用
2.40 GHz 至 2.48 GHz80 MHz, Q 30.5射频通信频段
20 Hz 至 20,000 Hz19,980 Hz, Q 0.501001标称可听频率范围
10 MHz 至 10.001 MHz1 kHz, Q 10,000.5窄带滤波器

如何计算带宽

  1. 使用相同的截止定义确定下限与上限。
  2. 将两个频率都转换为赫兹。
  3. 输入下限值及严格大于下限的上限值。
  4. 选择“计算”,比较绝对带宽、中心频率、Q 值及相对带宽。

常见问题

频率带宽如何计算?

用上限频率减去下限频率。两个边界值必须使用相同的单位和测量标准。

Q 值高意味着什么?

Q 值高表示带宽相对于中心频率较窄,通常意味着谐振器或带通滤波器具有更强的选择性。

什么是相对带宽?

相对带宽等于绝对带宽除以中心频率。用百分比表示后,便于比较不同尺度的频率范围。

中心频率总是算术平均值吗?

本计算器按所列公式使用算术平均值。有些对数频率或谐振设计使用几何平均值,因此请确认适用的约定。

什么算窄带?

相对带宽低于约百分之十是常见的工程经验标准。实际定义取决于应用、标准及采用的近似。