Полоса пропускания

О полосе пропускания в цифровой технике см. Скорость передачи данных

Полоса́ пропуска́ния — 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].

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

Ширина полосы определяется как разность верхней ${\displaystyle f_{2}}$ и нижней ${\displaystyle f_{1}}$частот среза участка АЧХ ${\displaystyle f_{2}-f_{1}}$, на котором коэффициент передачи равняется ${\displaystyle {\frac {1}{\sqrt {2}}}}$ (или, что эквивалентно ${\displaystyle {\frac {1}{2}}}$ для мощности) от максимального^[1]. Логарифмически этот уровень соответствует −3 дБ от максимального значения.

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] при заданном отношении сигнал/шум.

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

В теории электрических цепей различают:

• Абсолютную полосу пропускания: ${\displaystyle S_{A}=\Delta f=f_{2}-f_{1}}$.
• Относительную полосу пропускания^[3]: ${\displaystyle S_{0}=S_{A}/f_{0},}$ где ${\displaystyle f_{0}}$ — некоторая «центральная» частота в полосе пропускания, обычно определяется как среднее арифметическое верхней и нижней частот среза: ${\displaystyle f_{0}={\frac {f_{1}+f_{2}}{2}},}$ или как среднее геометрическое этих частот ${\displaystyle f_{0}={\sqrt {f_{1}f_{2}}}}$.

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].

• Фильтр (электроника)
• Частота среза