Полоса пропускания

О полосе пропускания в цифровой технике см. Скорость передачи информации

Полоса пропускания или эффективно передаваемая полоса частот (прозрачности) — диапазон частот, в пределах которого амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) акустического, радиотехнического, оптического или механического устройства достаточно равномерна для того, чтобы обеспечить передачу сигнала без существенного искажения его формы.

Основные параметры полосы пропускания

Основные параметры, которые характеризуют полосу пропускания частот — это ширина полосы пропускания и неравномерность АЧХ в пределах полосы.

Ширина полосы пропускания

Ширина частотной полосы отклика колебательной системы

Ширина полосы пропускания — полоса частот, в пределах которой неравномерность частотной характеристики не превышает заданной.

Ширина полосы обычно определяется как разность верхней и нижней граничных частот участка АЧХ $f_{2}-f_{1}$, на котором амплитуда колебаний равняется ${\frac {1}{\sqrt {2}}}$ (или, что эквивалентно ${\frac {1}{2}}$ для мощности) от максимальной. Этот уровень приблизительно соответствует −3 дБ.

Иногда полосу пропускания определяют также по фазо-частотной характеристике устройства.

Ширина полосы пропускания выражается в единицах частоты (например, в герцах).

В радиосвязи и устройствах передачи информации расширение полосы пропускания позволяет передать большее количество информации.

Неравномерность АЧХ

Неравномерность АЧХ характеризует степень её отклонения от прямой, параллельной оси частот.

Неравномерность АЧХ выражается в децибелах.

Ослабление неравномерности АЧХ в полосе улучшает воспроизведение формы передаваемого сигнала.

Различают:

• Абсолютную полосу пропускания: 2Δω = Sa
• Относительную полосу пропускания: 2Δω/ωo = So

Конкретные примеры

В теории антенн полоса пропускания — диапазон частот, при которых антенна работает эффективно, обычно окрестность центральной (резонансной) частоты. Зависит от типа антенны, её геометрии. На практике полоса пропускания обычно определяется по заданному уровню КСВ (коэффициента стоячей волны), например, равному 2.

Из определения полосы пропускания видно, что дисперсия накладывает ограничение на дальность передачи и на верхнюю частоту передаваемых сигналов.

Требования к полосе пропускания различных устройств определяются их назначением. Например, для телефонной связи достаточна полоса около 3 кГц (300—3400 Гц), для высококачественного воспроизведения музыкальных произведений — не менее 30—16000 Гц, а для телевизионного вещания — шириной до 8 МГц).

См. также

• Фильтр (электроника)
• Частота среза