带宽（信号处理）

带宽是指在一个连续的频率带中，上层和下层频率之间的差异。它通常以赫兹为单位，根据上下文，可能特指通带带宽或基带带宽。通带带宽是指带通滤波器、通信通道或信号频谱等的上、下限截止频率之间的差异。

基带带宽适用于低通滤波器或基带信号；带宽等于其上截止频率。以赫兹为单位的带宽是许多领域的核心概念，包括电子学、信息论、数字通信、无线电通信、信号处理和光谱学，是决定特定通信通道容量的因素之一。

带宽的一个关键特征是，任何给定宽度的频段都可以携带相同数量的信息，无论该频段在频谱中位于何处。例如，一个3千赫兹的频带可以承载一个电话谈话，无论该频带是在基带（如POTS电话线）还是调制到某个更高的频率。然而，在较高的频率下，宽的带宽更容易获得和处理，因为§分数带宽更小。

带宽是许多电信应用中的一个关键概念。例如，在无线电通信中，带宽是被调制的载波信号所占据的频率范围。一个调频收音机的调谐器跨越了一个有限的频率范围。可以将区域内的可用带宽分配给广播许可证持有者，以便他们的信号不会相互干扰。在这种情况下，带宽也被称为频道间隔。

对于其他应用，还有其他定义。对一个系统来说，带宽的一个定义是该系统产生特定性能水平的频率范围。一个不那么严格的、更实用的定义是指超过性能下降的频率。在频率响应的情况下，退化可能意味着比最 大值低3dB以上，或者意味着低于某个绝 对值。就像任何关于函数宽度的定义一样，许多定义适合于不同的目的。

例如，在采样定理和奈奎斯特采样率的背景下，带宽通常指的是基带带宽。在奈奎斯特符号率或通信系统的Shannon-Hartley信道容量方面，它指的是通带带宽。

一个简单的雷达脉冲的雷利带宽被定义为其持续时间的倒数。例如，一微秒的脉冲具有一兆赫兹的雷利带宽。基本带宽被定义为频域中信号频谱的一部分，它包含了信号的大部分能量。

在某些情况下，以赫兹为单位的信号带宽是指信号的频谱密度（以W/Hz或V2/Hz为单位）不为零或高于一个小阈值的频率范围。阈值通常是相对于最 大值定义的，最常见的是3dB点，也就是频谱密度为其最 大值一半的点（或频谱振幅，单位：W/Hz）。是其最 大值的70.7%）。这个数字，有一个较低的阈值，可用于计算满足采样定理的最低采样率。

带宽也被用来表示系统带宽，例如在滤波器或通信通道系统中。说一个系统有一定的带宽，意味着该系统可以处理该频率范围的信号，或者该系统将白噪声输入的带宽减少到该带宽。

电子滤波器或通信通道的3dB带宽是指系统频率响应中位于响应峰值3dB以内的部分，在通带滤波器的情况下，通常是在其中心频率或附近，在低通滤波器中是在其截止频率或附近。

如果xxx增益是0dB，3dB带宽就是衰减小于3dB的频率范围。3dB的衰减也是功率为其xxx值一半的地方。

这个相同的半功率增益惯例也被用于频谱宽度，更普遍的是用于功能的范围，作为半xxx值的全宽（FWHM）。在电子滤波器设计中，滤波器规范可能要求在滤波器通带内，增益名义上是0dB，但有一个小的变化，例如在±1dB范围内。

在阻带中，所要求的衰减量（以分贝为单位）高于某一水平，例如>100dB。在过渡带中，增益没有被指定。在这种情况下，滤波器带宽与通带宽度相对应。