Термин: Полоса частот

Полоса частот

Термин полоса частот в отношении сигнала связан с понятиями об эффективной ширине спектра сигнала, в которой сосредоточено 90% энергии сигнала (по соглашению), а также о нижней и верхней границах полосы частот сигнала. Эти важнейшие характеристики источника сигнала непосредственно связаны с физикой данного источника сигнала. Например, для индукционного вибродатчика полоса частот выходного сигнала реально ограничена сверху единицами килогерц из-за инерционности массы металлического намагниченного сердечника внутри катушки индуктивности датчика, а снизу – величиной, связанной с индуктивностью катушки. Верхняя граница полосы частот сигнала, как правило, связана с физическими ограничениями скорости нарастания сигнала, а нижняя граница полосы частот связана с наличием низкочастотной составляющей сигнала, включая постоянную составляющую.

Термин полоса частот пропускания употребляется в отношении преобразователей и трактов (интерфейсов) передачи сигналов. Речь идёт об амплитудно-частотной характеристике (АЧХ) этих устройств и о характеристиках полосы пропускания этой  АЧХ, которые традиционно измеряются по уровню -3 дБ, как это показано она рисунке выше. За нуль децибел принимается максимальное (или среднее, по соглашению) значение амплитуды сигнала в полосе пропускания. На рисунке частоты F1 и F2 – это нижняя и верхняя частота полосы пропускания соответственно. Нижняя граница F1= 0, если данный преобразователь или тракт пропускает постоянную составляющую сигнала. Чем больше ширина полосы частот пропускания  ∆F= F2- F1 преобразователя или тракта передачи данных,  тем выше разрешение (детализация) сигнала по времени, тем выше скорость передачи информации в соответствующем интерфейсе, но в то же время тем больше помех и шумов попадает в полосу пропускания.

Если полоса частот сигнала частично или полностью не попадает в полосу частот пропускания преобразователя или тракта, то это приводит к искажению или полному подавлению сигнала в тракте.

С другой стороны, если эффективная полоса частот сигнала многократно у́же полосы частот пропускания преобразователя или тракта, то такой случай нельзя считать оптимальным, поскольку в этой физически реализованной системе всегда присутствуют шум и помехи различной природы, которые в общем случае рассредоточены по всей ширине полосы частот пропускания. Области частот пропускания, в которых нет полезных составляющих сигнала, будут добавлять шум, ухудшая соотношение сигнал/шум в данном канале преобразования или передачи сигнала. Исходя из этих посылок, мы вплотную подошли к термину: оптимальная полоса частот пропускания сигнала – это полоса частот пропускания, границы которой согласованы с эффективной полосой частот сигнала.   

В случае АЦП верхняя граница полосы частот пропускания может быть обеспечена антиалайзинговым фильтром, а нижняя граница может быть обеспечена фильтром высокой частоты.

Как видите, общий термин полоса частот, употреблённый в любом контексте, сильно связан с вопросом выбора оборудования по его частотным характеристикам, а также связан с вопросом оптимального согласования преобразователей и трактов передачи с источниками сигналов.


С термином полоса частот связаны следующие статьи: 

 

Перейти к другим терминам       Cтатья создана:30.07.2014
О разделе "Терминология"      Последняя редакция:24.08.2019

Использование термина

Данный термин широко используются в тематике измерительных систем, часто используются в документации систем сбора данных ООО "Л  Кард" и непосредственно связан с задачей выбора измерительного оборудования.

Измерительная система LTR

Внешние модули АЦП/ЦАП

Платы АЦП/ЦАП на шину PCI

Предусилители и преобразователи

Контакты

Адрес: 117105, Москва, Варшавское шоссе, д. 5, корп. 4, стр. 2

Многоканальный телефон:
+7 (495) 785-95-25
Факс: +7 (495) 785-95-14

Отдел продаж: sale@lcard.ru
Техническая поддержка: support@lcard.ru

Время работы: с 9-00 до 19-00 мск

L-CARD в проектах