Полоса пропускания

Полоса пропускания — диапазон частот, в пределах которого амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) акустического, радиотехнического или оптического устройства достаточно равномерна для того, чтобы обеспечить передачу сигнала без существенного искажения его формы^[1].

О полосе пропускания в цифровой технике см. Скорость передачи данных

Применительно к электрическим фильтрам полосой пропускания или полосой прозрачности называется полоса частот, в пределах которой коэффициент передачи фильтра остаётся выше (а затухание — ниже) некоторого определённого значения^[2].

Основные параметры полосы пропускания

Основные параметры, которые характеризуют полосу пропускания — это ширина полосы и неравномерность АЧХ в пределах полосы пропускания^[1].

Ширина полосы пропускания

Ширина полосы пропускания колебательной системы

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

Ширина полосы пропускания выражается в единицах частоты (например, в герцах)^[1].

Иногда полосу пропускания определяют также по фазо-частотной характеристике устройства^[1].

В радиосвязи и устройствах передачи информации расширение полосы пропускания позволяет передать большее количество информации^[1].

Неравномерность АЧХ

Неравномерность АЧХ в полосе пропускания характеризует степень её отклонения от прямой, параллельной оси частот. Неравномерность АЧХ выражается в децибелах. Уменьшение неравномерности АЧХ в полосе пропускания улучшает воспроизведение формы передаваемого сигнала^[1].

Классификация

В электрических цепях различают:

• Абсолютную полосу пропускания: ${\displaystyle S_{A}=\Delta f=f_{2}-f_{1}=f_{0}/Q}$, где ${\displaystyle f_{0}}$ — резонансная частота контура, ${\displaystyle Q}$ — добротность контура.
• Относительную полосу пропускания: ${\displaystyle S_{0}=S_{A}/f_{0}=1/Q}$^[3].

Требования к полосе пропускания

Требования к полосе пропускания различных устройств определяются их назначением. Например, для телефонной связи достаточна полоса шириной около 3 кГц (300—3400 Гц), для высококачественного воспроизведения музыкальных произведений — 30—16000 Гц, для телевизионного вещания — шириной до 8 МГц^[1].

См. также

• Фильтр (электроника)
• Частота среза