Полоса пропускания

О полосе пропускания в цифровой технике см. Скорость передачи данных

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.

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.

Основные параметры полосы пропускания

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

Ширина полосы пропускания

Ширина полосы пропускания колебательной системы

Ширина полосы 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 соответствует −3 дБ от максимума.

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

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

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

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.

Классификация

В электрических цепях различают:

• Абсолютную полосу пропускания: $S_A=\mathrm{\Delta }f=f_2-f_1=f_0/Q$, где $f_0$ — резонансная частота контура, $Q$ — добротность контура.
• Относительную полосу пропускания: $S_0=S_A/f_0=1/Q$.

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.

См. также

• Фильтр (электроника)
• Частота среза