时域和频域的通俗理解

经常在通讯这个领域用到时域和频域。其实这个概念很好理解,就是分别从时间的维度和频率的维度来评估或描述。引用下图,这个是从网络上找的图片,不是我自己画的。

时域和频域的区别:

如图,我们可以把时间,频率,幅度,构建成一个三维坐标系时间x,频率y,幅度z。时域就是xz形成的二维坐标系,频域就是yz形成的二维坐标系。网络分析仪上面我们通常用的就是yz的频域二维坐标系。信号发生器,波形发生器和示波器上通常呈现的是xz的时域二维坐标系。频谱/信号分析仪上大部分我们使用的是频域二位坐标系,有时候也会调到时域模式。同一个信号在时域和频域会有不同的表现特性,就像从不同角度看一个事物会有不同的表现一样。

我们在测试互调的时候,也会说频域模式和时域模式。这个也是类似的概念:频域模式,就是展现在一个互调频段内的,各个频率点信号的值。可以是固定看某一个频点的幅度,也可以是多个频点的幅度,比如扫频模式就是频域;时域模式就是持续观察同一个频点随时间的幅度变化,在一定范围内,只看这1个频点的互调信号幅度变化。

在区分基站滤波器产品的时候,我们也会提到FDD,TDD。这个也是类似的:FDD就是产品由多个不同频段的滤波器组成,可以在同1个时间点收发不同频率信号;TDD就是单一频段的基站滤波器,为了防止干扰,在同1个时间点只能收发1个信号。

时域和频域的联系:

时域和频域虽然是从两个不同维度来看信号,但是他们这两个维度是有关系的。从信号源发出的简单的连续波信号来看。时域上,可以用这个公式表示它的曲线:z(t)=Asin(ω*t+φ)其中ω为角频率,单位(弧度/秒),φ为初始相位,这里设成0也没影响。连续波信号就是周期信号,周期就是频率的倒数:T=2π/ω=1/f0。如果用频域二维坐标表示这个信号:z(f)=A/2(δ(f-f0)+δ(f+f0)),δ(f-f0)和δ(f+f0)是狄拉克函数表达式,表示只有1个f0频率分量。

态变换的组合信号,是用傅里叶级数和傅里叶变换来计算。我们实际使用的不多,这里不做展开。

发布于 2025-02-01
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