МатВектор

Command Palette

Search for a command to run...

🔌 Электротехника

Полоса пропускания

англ. Bandwidth

Диапазон частот, где контур пропускает сигнал: от ω₁ до ω₂ на уровне 1/√2 от максимума; Δω = ω₀/Q — чем выше добротность, тем уже полоса.

Идеальный резонанс — игла: контур отвечает ровно на одну частоту и глух ко всем остальным. Реальный контур честнее: у него есть полоса пропускания — диапазон частот, где сигнал проходит с затуханием не сильнее , то есть теряя не больше половины мощности. Границы и симметричны вокруг резонанса, а ширина связана с добротностью простым соотношением : качественный контур узкополосен, грубый — широкополосен.

Числа оживляют формулу. Контур с Гн, мкФ и Ом резонирует на рад/с, его характеристическое сопротивление Ом, добротность , и полоса выходит рад/с — около 16 Гц. Радиоприёмник с такой добротностью разделит соседние станции, а широкополосный усилитель, наоборот, обязан растянуть полосу, чтобы не резать звук. Про сам резонанс — в уроке резонанс в цепях, добротность вживую — в материале про переходные процессы в цепях.

полоса на уровне половинной мощности: контур с Q ≈ 31,6 на частоте 503 Гц пропускает примерно 16 Гц по ширине

Частые вопросы

Почему границей полосы выбран именно уровень 1/√2?

Потому что мощность пропорциональна квадрату амплитуды: на границах она падает до половины максимума — точка, где сигнал ещё уверенно различим, а дальше быстро тонет. Уровень −3 дБ, как его зовут связисты, — это и есть 1/√2 по амплитуде. Выбор удобен и математически: на этих частотах реактивная и активная составляющие сопротивления равны, и формулы для границ выходят короткими.

Что выгоднее: узкая или широкая полоса?

Зависит от задачи. Узкая полоса — избирательность: приёмник ловит одну станцию и глушит соседние, измерительный прибор не слышит помехи по бокам. Широкая полоса — скорость и честность формы: видео- и аудиотракты обязаны пропускать весь спектр сигнала, иначе картинка размажется, а звук оглохнет на верхах. Компромисс радиотехники один и тот же: за избирательность платят инертностью, за широкополосность — чувствительностью к помехам.