Что такое полоса пропускания
Полоса пропускания
Полоса пропускания (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. Иногда, вместо термина «полоса пропускания», используют термин «эффективно передаваемая полоса частот (ЭППЧ)». В ЭППЧ сосредоточена основная энергия сигнала (не менее 90%). Этот диапазон частот устанавливается для каждого сигнала экспериментально в соответствии с требованиями качества.
Содержание
Основные параметры полосы пропускания
Основные параметры, которые характеризуют полосу пропускания частот — это ширина полосы пропускания и неравномерность АЧХ в пределах полосы.
Ширина полосы
Ширина полосы обычно определяется как разность верхней и нижней граничных частот участка АЧХ, на котором амплитуда колебаний 
(или 
для мощности) от максимальной. Этот уровень приблизительно соответствует −3 дБ.
Ширина полосы пропускания выражается в единицах частоты (например, в Гц).
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.
Конкретные примеры
В теории антенн полоса пропускания — диапазон частот, при которых антенна работает эффективно, обычно окрестность центральной (резонансной) частоты. Зависит от типа антенны, ее геометрии. На практике полоса пропускания обычно определяется по уровню КСВ (коэффициента стоячей волны). КСВ МЕТР
В оптике полоса пропускания — это величина, обратная к величине уширения импульса при прохождении им по оптическому волокну расстояния в 1 км. [источник не указан 1309 дней]
Поскольку даже самый лучший монохроматичный лазер всё равно излучает некоторый спектр длин волн, дисперсия приводит к уширению импульсов при распространении по волокну и тем самым порождает искажения сигналов. При оценке этого пользуются термином полоса пропускания. Измеряется полоса пропускания (в данном случае) в МГц/км. [источник не указан 1309 дней]
Из определения полосы пропускания видно, что дисперсия накладывает ограничение на дальность передачи и на верхнюю частоту передаваемых сигналов.
См. также
Примечания
Полезное
Смотреть что такое «Полоса пропускания» в других словарях:
полоса пропускания — диапазон частот, в пределах которого зависимость амплитуды колебаний на выходе акустического, радиотехнического или оптического устройства от их частоты достаточно слаба, чтобы обеспечить передачу сигнала без существенного искажения. Ширину… … Энциклопедический словарь
полоса пропускания — 1. Ширина частотного спектра сигнала между верхней и нижней частотами среза 2. Интервал частот, заключенный между двумя частотами среза, в пределах которого модуль коэффициента передачи системы составляет не менее 0,707 от максимального значения… … Справочник технического переводчика
ПОЛОСА ПРОПУСКАНИЯ — диапазон частот, в пределах которого зависимость амплитуды колебаний на выходе акустического, радиотехнического или оптического устройства от их частоты достаточно слаба, чтобы обеспечить передачу сигнала без существенного искажения. Ширину… … Большой Энциклопедический словарь
ПОЛОСА ПРОПУСКАНИЯ — область частот, в к рой колебания, проходящие через радиотехн., акустич., оптич. и др. устройства, изменяют свою амплитуду и др. параметры в установленных границах. Для электрич. цепей в пределах П. п. сопротивление цепи (в зависимости от её… … Физическая энциклопедия
полоса пропускания — praleidžiamoji juosta statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. pass band; pass range; passband; transmission band vok. Durchlaßband, n; Durchlaßbereich, m rus. полоса пропускания, f pranc. bande de transmission, f; bande passante, f; passe … Automatikos terminų žodynas
полоса пропускания — praleidžiamoji juosta statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. pass band; transmission band vok. Durchlaßband, n; Durchlaßbereich, n rus. полоса пропускания, f pranc. bande passante, f … Fizikos terminų žodynas
Полоса пропускания — частот, диапазон частот, в пределах которого Амплитудно частотная характеристика (АЧХ) акустического, радиотехнического или оптического устройства достаточно равномерна для того, чтобы обеспечить передачу сигнала без существенного… … Большая советская энциклопедия
ПОЛОСА ПРОПУСКАНИЯ — частот (в радиотехнике и электросвязи) интервал частот, в пределах к рого отношение амплитуды колебаний на выходе электрич. цепи (фильтра, усилителя и др.) к амплитуде колебаний на её входе не опускается ниже определённого уровня, обычно 1 3 дБ… … Большой энциклопедический политехнический словарь
ПОЛОСА ПРОПУСКАНИЯ — диапазон частот, в пределах к рого зависимость амплитуды колебаний на выходе акустич., радиотехн. или оптич. устройства от их частоты достаточно слаба, чтобы обеспечить передачу сигнала без существ, искажения. Ширину П. п. выражают в Гц,… … Естествознание. Энциклопедический словарь
полоса пропускания и пропускная способность
Пропускная способность канала определяет максимально допустимую скорость транспортировки информации, которая может быть развита на этом канале. Особенностью пропускной способности есть то, что этот параметр зависит от характеристик физической среды а также определяется способом передачи информации. В итоге, нельзя давать оценку пропускной способности канала связи до того, пока не определим какой используется протокол физического уровня.Выбор используемого протокол должен быть определен в политике безопасности предприятия. Плохая пропускная способность может спровоцировать проблемы защиты информации в сетях а также угрозы информационной безопасности.
К примеру, для цифровых линий ясен протокол физического уровня, который задает битовую скорость транспортировки информации. Это — 64 Кбит/с, 2 Мбит/с и тд. Когда же нужно определить какой протокол использовать в данном канале, нужно учитывать остальные характеристики канала, такие как перекрестные наводки, полоса пропускания, помехоустойчивость. А также характеристики проводных линий связи.
Пропускная способность канала связи зависит и от спектра передаваемого сигнала. Если нужные гармоники сигнала(гармоники, где амплитуда вносит основной вклад в исходный стгнал) попадает в полосу пропускания канала, то сигнал будет отлично транспортироваться по данному каналу связи, и приемник отлично распознает данные. Это показано на рис.2.
Если же основные гармоники выходят за границы полосы пропускания канала связи, то сигнал будет искажаться, а приемник будет ошибаться при декодировании информации. Это показано на рис.3.
Теория информации гласит, что любое непредсказуемые и различимые модификации принимаемого сигнала имеет информацию. В итоге принимая синусоиду, у которой фаза, амплитуда и частота остаются неизменными, данные не имеет, так как модификация сигнала хоть и происходит, но есть хорошо вероятным. Соответственно, не несут в себе данные импульсы на тактовой шине ПК, так как их модификация также постоянны во времени. А вот импульсы на шине передачи информации предугадать нельзя, поэтому они передают данные между различными приборами или блоками.
Если сигнал модифицируется так, что можно проанализировать только два его стана, то любая модификация будет определять наименьшей единице информации — биту. Если сигнал будет иметь больше двух различимых станов, то любая модификация будет нести несколько бит информации. Количество модификация информационной характеристики несущего периодического сигнала в секунду измеряется в бодах (baud). Если сигнал имеет более двух различимых станов, то пропускная способностьв битах в секунду будет выше, чем число бод.
На пропускную способность линии действует сам сетевой адаптер ну и логическое кодирование. Логическое кодирование действует перед физическим кодированием и характеризует замену бит начальной информации новой цепью бит, несущей ту же информацию, но имеющей, дополнительные характеристики. Например способность для принимающей стороны анализировать ошибки в принятой информации. При логическом кодировании чаще всего исходная цепь бит модифицируется более длинной цепью, поэтому пропускная способность линии по отношению к полезной информации при этом уменьшается.
Логическое кодирование является одним из методов защиты информации. Также можно кодировать биты не только при передачи информации на физическом уровне, но и на прикладном. На этом уровне можно использовать методы шифрования такие как RSA.
СОДЕРЖАНИЕ
Обзор
Для других приложений есть другие определения. Одним из определений полосы пропускания для системы может быть диапазон частот, в котором система обеспечивает определенный уровень производительности. Менее строгое и более практичное определение будет относиться к частотам, выше которых ухудшаются характеристики. В случае частотной характеристики ухудшение может, например, означать более чем на 3 дБ ниже максимального значения или может означать ниже определенного абсолютного значения. Как и любое определение ширины функции, многие определения подходят для разных целей.
В Рэлеевская полоса пропускания простого радиолокационного импульса определяется как величина, обратная его длительности. Например, импульс длительностью в одну микросекунду имеет рэлеевскую полосу пропускания в один мегагерц.
В Основная полоса пропускания определяется как частьспектра сигналав частотной области, которая содержит большую часть энергии сигнала.
ширина полосы x дБ
В конструкции электронного фильтра спецификация фильтра может требовать, чтобы в пределах полосы пропускания фильтра номинальное усиление составляло 0 дБ с небольшим изменением, например, в пределах интервала ± 1 дБ. В полосе (ах) заграждения требуемое затухание в децибелах превышает определенный уровень, например> 100 дБ. В переходной полосе усиление не указано. В этом случае ширина полосы пропускания фильтра соответствует ширине полосы пропускания, которая в этом примере равна полосе пропускания 1 дБ. Если фильтр показывает колебания амплитуды в полосе пропускания, точка x дБ относится к точке, где усиление на x дБ ниже номинального усиления полосы пропускания, а не на x дБ ниже максимального усиления.
Относительная пропускная способность
Абсолютная пропускная способность не всегда является наиболее подходящим или полезным показателем пропускной способности. Например, в области антенн сложность построения антенны, удовлетворяющей заданной абсолютной ширине полосы пропускания, легче на более высокой частоте, чем на более низкой частоте. По этой причине полоса пропускания часто указывается относительно рабочей частоты, что дает лучшее представление о структуре и сложности, необходимых для рассматриваемой схемы или устройства.
Обычно используются два разных показателя относительной пропускной способности: относительная пропускная способность ( ) и относительная пропускная способность ( ). Далее абсолютная полоса пропускания определяется следующим образом: B F <\ displaystyle B _ <\ mathrm 
B р <\ displaystyle B _ <\ mathrm
Дробная пропускная способность
Дробная полоса пропускания определяется как абсолютная полоса пропускания, деленная на центральную частоту ( ), ж C <\ displaystyle f _ <\ mathrm
Центральная частота обычно определяется как среднее арифметическое верхней и нижней частот, так что,
Однако центральная частота иногда определяется как среднее геометрическое верхней и нижней частот,
В то время как среднее геометрическое используется реже, чем среднее арифметическое (и последнее можно предположить, если не указано явно), первое считается более строгим с математической точки зрения. Он более точно отражает логарифмическую зависимость дробной полосы пропускания от увеличения частоты. Для узкополосных приложений разница между двумя определениями незначительна. Версия для среднего геометрического несущественно больше. Для широкополосных приложений они существенно расходятся: средняя арифметическая версия приближается к 2 в пределе, а средняя геометрическая версия приближается к бесконечности.
Коэффициент пропускной способности
Коэффициент ширины полосы определяется как отношение верхнего и нижнего пределов полосы,
Фотоника
В фотонике термин пропускная способность имеет множество значений:
С этим связано понятие ширины спектральной линии излучения возбужденных атомов.
Полоса частот
Полоса пропускания — 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.
Содержание
Основные параметры полосы пропускания
Основные параметры, которые характеризуют полосу пропускания частот — это ширина полосы пропускания и неравномерность АЧХ в пределах полосы.
Ширина полосы
Ширина полосы пропускания выражается в единицах частоты (например, в Гц).
Расширение полосы пропускания позволяет передать большее количество информации.
Неравномерность АЧХ
Неравномерность АЧХ характеризует степень отклонения от прямой, параллельной оси частот.
Неравномерность АЧХ выражается в децибелах.
Ослабление неравномерности АЧХ в полосе улучшает воспроизведение формы передаваемого сигнала.
Конкретные примеры
В теории антенн полоса пропускания — диапазон частот, при которых антенна работает эффективно, обычно окрестность центральной (резонансной) частоты. Зависит от типа антенны, ее геометрии. На практике полоса пропускания обычно определяется по уровню КСВ (коэффициента стоячей волны). КСВ МЕТР
В оптике полоса пропускания — это величина, обратная к величине уширения импульса при прохождении им по оптическому волокну расстояния в 1 км.
Поскольку даже самый лучший монохроматичный лазер всё равно излучает некоторый спектр длин волн, дисперсия приводит к уширению импульсов при распространении по волокну и тем самым порождает искажения сигналов. При оценке этого пользуются термином полоса пропускания. Измеряется полоса пропускания (в данном случае) в МГц/км.
Из определения полосы пропускания видно, что дисперсия накладывает ограничение на дальность передачи и на верхнюю частоту передаваемых сигналов.
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Полоса частот» в других словарях:
полоса частот — Область частот, ограниченная нижним и верхним пределами [ГОСТ 24375 80] полоса частот Совокупность частот в рассматриваемых пределах [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология неразрушающего контроля. Термины и определения… … Справочник технического переводчика
полоса частот — 06.01.16 полоса частот [ frequency band]: Непрерывный набор частот, ограниченный верхним и нижним пределами. Примечание 1 Полоса частот характеризуется двумя значениями, которые определяют ее положение на частотной оси, например, ее нижняя и… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Полоса частот — 1. Область частот, ограниченная нижним и верхним пределами Употребляется в документе: ГОСТ 24375 80 2. Непрерывная полоса частот, заключенная между двумя пределами Употребляется в документе: ГОСТ Р 51317.4.3 99 Устойчивость к радиочастотному… … Телекоммуникационный словарь
полоса частот — dažnių juosta statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. frequency band vok. Frequenzband, n rus. полоса частот, f; частотная полоса, f pranc. bande de fréquences, f … Fizikos terminų žodynas
полоса частот — dažnių juosta statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. frequency band vok. Frequenzband, n rus. полоса частот, f pranc. bande de fréquences, f … Automatikos terminų žodynas
полоса частот — dažnių juosta statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Signalų generatoriaus dažnių diapazono dalis, kurioje dažnį galima keisti tolydžiai arba pakopomis. atitikmenys: angl. frequency band vok. Frequenzbereich, n rus. полоса… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
полоса частот — rus полоса (ж) частот, диапазон (м) частот eng frequency band fra bande (f) de fréquence deu Frequenzband (n) spa rango (m) de frecuencias, banda (f) de frecuencias … Безопасность и гигиена труда. Перевод на английский, французский, немецкий, испанский языки
полоса частот (в электросвязи) — полоса частот диапазон частот Область изменения частоты сигнала, ограниченная нижним и верхним пределами. На практике широко применяется определение верхней границы по формуле fниж(n)=3·10n 1 Гц, при этом нижняя граница равна верхней… … Справочник технического переводчика
полоса частот (в вибрации) — полоса частот Совокупность частот в рассматриваемых пределах [ГОСТ 24346 80] Тематики вибрация EN frequency band DE frequenzband FR bande de frequence … Справочник технического переводчика
полоса частот СВЧ диода — Δf/f Δf/f Интервал частот, в котором СВЧ диод, настроенный на заданную частоту, обеспечивает заданные параметры и характеристики в неизменном рабочем режиме. [ГОСТ 25529 82] Тематики полупроводниковые приборы Обобщающие термины… … Справочник технического переводчика
Ключевой характеристикой полосы пропускания является то, что любая полоса данной ширины может нести одинаковое количество Информация, независимо от того, где эта полоса расположена в частотный спектр. [примечание 1] Например, диапазон 3 кГц может нести телефонный разговор независимо от того, находится ли этот диапазон в основной полосе (как в Горшки телефонная линия) или модулированный на более высокую частоту.
Содержание
Обзор
Для других приложений есть другие определения. Одним из определений полосы пропускания для системы может быть диапазон частот, в котором система обеспечивает определенный уровень производительности. Менее строгое и более практичное определение будет относиться к частотам, выше которых ухудшаются характеристики. В случае частотный отклик, деградация может, например, означать более 3дБ ниже максимального значения или может означать ниже определенного абсолютного значения. Как и любое определение ширина функции, многие определения подходят для разных целей.
В контексте, например, теорема выборки и Частота дискретизации Найквиста, пропускная способность обычно относится к основная полоса пропускная способность. В контексте Символьная скорость Найквиста или же Шеннон-Хартли пропускная способность канала для систем связи это относится к полоса пропускания пропускная способность.
В Полоса пропускания Рэлея импульса простого радара определяется как величина, обратная его длительности. Например, импульс длительностью в одну микросекунду имеет рэлеевскую полосу пропускания в один мегагерц. [1]
В существенная пропускная способность определяется как часть спектр сигнала в частотной области, которая содержит большую часть энергии сигнала. [2]
Икс ширина полосы дБ
Пропускная способность также используется для обозначения пропускная способность системы, например в фильтр или же канал связи системы. Сказать, что система имеет определенную полосу пропускания, означает, что система может обрабатывать сигналы с этим диапазоном частот или что система уменьшает полосу пропускания входного белого шума до этой полосы.
В электронный фильтр дизайн, спецификация фильтра может потребовать, чтобы внутри фильтра полоса пропускания, усиление номинально составляет 0 дБ с небольшим изменением, например, в пределах интервала ± 1 дБ. в полоса задерживания(s), требуемое затухание в децибелах превышает определенный уровень, например> 100 дБ. В переходная полоса коэффициент усиления не указан. В этом случае ширина полосы пропускания фильтра соответствует ширине полосы пропускания, которая в этом примере равна полосе пропускания 1 дБ. Если фильтр показывает колебания амплитуды в полосе пропускания, Икс Точка дБ относится к точке, где усиление Икс дБ ниже номинального усиления полосы пропускания, а не Икс дБ ниже максимального усиления.
В системах связи при расчетах Шеннон – Хартли пропускная способность канала, ширина полосы относится к полосе пропускания 3 дБ. В расчетах максимальной символьная скорость, то Частота дискретизации Найквиста, и максимальная скорость передачи в соответствии с Закон Хартли, полоса пропускания относится к частотному диапазону, в котором коэффициент усиления не равен нулю.
Относительная пропускная способность
Абсолютная пропускная способность не всегда является наиболее подходящим или полезным показателем пропускной способности. Например, в области антенны Сложность построения антенны, отвечающей указанной абсолютной ширине полосы пропускания, легче на более высокой частоте, чем на более низкой частоте. По этой причине ширина полосы частот часто указывается относительно рабочей частоты, что дает лучшее представление о структуре и сложности, необходимых для рассматриваемой схемы или устройства.
Обычно используются два разных показателя относительной пропускной способности; относительная пропускная способность ( B F ) и соотношение пропускной способности ( B р ). [4] Далее абсолютная полоса пропускания определяется следующим образом:
Дробная пропускная способность
Дробная полоса пропускания определяется как абсолютная полоса пропускания, деленная на центральную частоту ( ж C ),
Центральная частота обычно определяется как среднее арифметическое верхней и нижней частот, так что,
Однако центральная частота иногда определяется как среднее геометрическое верхней и нижней частот,
В то время как среднее геометрическое используется реже, чем среднее арифметическое (и последнее можно предположить, если не указано явно), первое считается математически более строгим. Он более точно отражает логарифмическую зависимость дробной полосы пропускания от увеличения частоты. [5] За узкополосный приложения, разница между этими двумя определениями незначительна. Версия со средним геометрическим размером несущественно немного больше. За широкополосный В приложениях они существенно расходятся: версия со средним арифметическим приближается к 2 в пределе, а версия со средним геометрическим приближается к бесконечности.
Коэффициент пропускной способности
Коэффициент ширины полосы определяется как отношение верхнего и нижнего пределов полосы,
Соотношение пропускной способности можно обозначить как B р : 1 . Отношение между шириной полосы пропускания и дробной полосой пропускания определяется выражением
Фотоника
В фотоника, период, термин пропускная способность встречается в разных значениях: