Banda ancha
En electrónica , el ancho de banda de un sistema es el intervalo de frecuencias en el que la atenuación de la señal es menor que un valor especificado ( IEC ). Esta es una forma resumida de caracterizar la función de transferencia de un sistema, para indicar el rango de frecuencias que un sistema puede manejar razonablemente ( Dic. Phys. ).
El ancho de banda debe distinguirse del ancho de banda de una definición más general y que concierne tanto a los sistemas como a las señales ( IEC ).
Por analogía , en el campo de las redes informáticas , especialmente el acceso a Internet de alta velocidad , el término ancho de banda se utiliza para designar la tasa de bits máxima de un canal de transmisión. La línea de transmisión al usuario es el componente determinante. El concepto de ancho de banda no se aplica bien a las líneas de transmisión, que atenúan progresivamente las frecuencias y experimentan fenómenos de cambio de fase y reflexión de ondas, y cuya tasa de bits digital también depende del nivel de ruido de fondo .
Ancho de banda y ancho de banda
El ancho de banda de una señal se define mediante análisis espectral o por cualquier otro medio. Esto da como resultado un resultado que puede ser una densidad espectral de potencia o cualquier otra representación detallada de las frecuencias que pueden estar en la señal. El ancho de banda resume estos resultados por expresión de género.
“Los componentes de frecuencia de amplitud superior al 1% del máximo de la señal están todos entre 20 Hz y 16 kHz . "
El límite de amplitud de los componentes expresa el hecho de que lo que está fuera del intervalo es despreciable. La mayoría de las veces, esto no se indica y se indica “ancho de banda: 20 Hz –16 kHz ”.
Para procesar correctamente esta señal, teniendo en cuenta la tolerancia, se debe utilizar un sistema con ancho de banda similar. Si el ancho de banda del sistema es más estrecho, la señal se distorsiona, y para restaurarla es necesario aplicar un filtrado que aumentará el ruido de fondo . Por otro lado, aumentar el ancho de banda del sistema aumenta su sensibilidad a las interferencias y su precio y disminuye su estabilidad.
Ejemplo:Un sistema con un ancho de banda de 20 Hz a 20 kHz es adecuado para una señal con un ancho de banda de 20 Hz a 16 kHz .
El pequeño espacio para la cabeza garantiza que el sistema procese correctamente las frecuencias más altas de la señal.
Procesamiento de la señal
El ancho de banda es el intervalo, medido en hercios , entre la frecuencia de corte alta de un sistema y la frecuencia de corte baja. Por lo general, tiene una clasificación B o BP .
El ancho de banda depende de la definición adoptada para la frecuencia de corte. Cuando estamos más interesados en la transmisión correcta de señales por debajo de la frecuencia de corte que en la supresión de señales por encima, a menudo definimos la frecuencia de corte como aquella en la que la potencia se reduce a la mitad (−3 decibeles ) del nivel nominal.
Ancho de banda a −3 dB
El ancho de banda de −3 decibelios de un amplificador es el rango de frecuencias donde la ganancia de potencia es al menos la mitad de la ganancia máxima. El valor de la ganancia en decibelios es, por definición, diez veces el logaritmo decimal de la relación de potencia. Por tanto, una división por dos corresponde a
Como la potencia, en una carga resistiva, es proporcional al cuadrado del voltaje, esto corresponde a la región donde la ganancia de voltaje es al menos igual a la ganancia máxima dividida por √2, es decir, −3 dB ( Neffati 2006 ), ya que para tamaños de campo, el valor en decibelios se calcula multiplicando el logaritmo decimal de la razón por 20.
Otras definiciones
Para satisfacer otras necesidades, como la supresión de señales fuera de banda o una evaluación de la importancia percibida de la señal transmitida, se pueden definir anchos de banda más amplios o más estrechos. Luego debe especificarse.
De manera más general, la banda de paso a -x dB es el rango de frecuencias donde la ganancia del filtro es mayor que la ganancia máxima dividida por 10 x / 20 , por ejemplo para −3 dB : 10 0.15 ≈ (≈1, 41)
Ver también
Bibliografía
-
Comisión Electrotécnica Internacional , ISO / IEC 60050 - Vocabulario Electrotécnico Internacional ,2015( 1 st ed. 1982) ( leer en línea )
- Términos de recepción y transmisión: " ancho de banda (de un dispositivo) " , " ancho de banda (de una transmisión o señal) "
- Dispositivos eléctricos especiales: " ancho de banda "
- Tahar Neffati , Electrónica de la A a la Z , París, Dunod ,2006, p. 26-27
- Richard Taillet , Loïc Villain y Pascal Febvre , Diccionario de Física , Bruselas, De Boeck ,2013, p. 59