Lebar pita adalah perbedaan antara frekuensi atas dan bawah dalam sebuah pita frekuensi yang kontinu. Biasanya diukur dalam satuan hertz (simbol Hz). Ini mungkin merujuk secara khusus pada dua subkategori: Lebar pita passband adalah perbedaan antara frekuensi cutoff atas dan bawah dari, misalnya, filter band-pass, saluran komunikasi, atau spektrum sinyal. Lebar pita baseband sama dengan frekuensi cutoff atas dari filter low-pass atau sinyal baseband, yang mencakup frekuensi nol.Lebar pita dalam hertz adalah konsep sentral dalam banyak bidang, termasuk elektronika, teori informasi, komunikasi digital, komunikasi radio, pemrosesan sinyal, dan spektroskopi dan merupakan salah satu penentu kapasitas saluran komunikasi tertentu.
Karakteristik utama dari lebar pita adalah bahwa setiap pita dengan lebar tertentu dapat membawa jumlah informasi yang sama, terlepas dari di mana pita itu berada dalam spektrum frekuensi. Misalnya, pita 3 kHz dapat membawa percakapan telepon apakah pita itu berada pada baseband (seperti pada saluran telepon POTS) atau dimodulasi ke beberapa frekuensi yang lebih tinggi. Namun, lebar pita yang luas lebih mudah diperoleh dan diproses pada frekuensi yang lebih tinggi karena fraksional lebar pita lebih kecil.
Lebar pita adalah konsep kunci dalam banyak aplikasi telekomunikasi. Dalam komunikasi radio, misalnya, lebar pita adalah rentang frekuensi yang diduduki oleh sinyal pembawa termodulasi. Penala penerima radio FM mencakup rentang frekuensi yang terbatas. Sebuah agensi pemerintah (seperti Komisi Komunikasi Federal di Amerika Serikat) mungkin membagi-bagi lebar pita yang tersedia secara regional kepada pemegang lisensi siaran agar sinyal mereka tidak saling mengganggu. Dalam konteks ini, lebar pita juga dikenal sebagai penyebaran saluran.
Untuk aplikasi lain, ada definisi lain. Salah satu definisi lebar pita, untuk sebuah sistem, bisa menjadi rentang frekuensi di mana sistem menghasilkan tingkat kinerja tertentu yang ditentukan. Definisi yang kurang ketat dan lebih praktis akan merujuk pada frekuensi di luar yang kinerja terdegradasi. Dalam kasus tanggapan frekuensi, degradasi bisa, misalnya, berarti lebih dari 3 dB di bawah nilai maksimum atau bisa berarti di bawah suatu nilai absolut tertentu. Seperti halnya dengan definisi lebar fungsi, banyak definisi cocok untuk tujuan yang berbeda.
Dalam konteks teorema sampling Nyquist dan laju sampling Nyquist, lebar pita biasanya merujuk pada lebar pita baseband. Dalam konteks laju simbol Nyquist atau kapasitas saluran Shannon-Hartley untuk sistem komunikasi, itu merujuk pada lebar pita passband. Lebar pita Rayleigh dari pulsa radar sederhana didefinisikan sebagai invers dari durasinya. Sebagai contoh, pulsa satu mikrodetik memiliki lebar pita Rayleigh satu megahertz. Lebar pita esensial didefinisikan sebagai bagian dari spektrum sinyal dalam domain frekuensi yang berisi sebagian besar energi sinyal.
Dalam beberapa konteks, lebar pita sinyal dalam hertz mengacu pada rentang frekuensi di mana kerapatan spektral sinyal (dalam W/Hz atau V2/Hz) tidak nol atau di atas nilai ambang batas kecil. Nilai ambang biasanya didefinisikan relatif terhadap nilai maksimum, dan seringkali merupakan titik 3 dB, yaitu titik di mana kerapatan spektral setengah dari nilai maksimumnya (atau amplitudo spektral, dalam V atau V / Hz, adalah 70,7% dari nilai maksimumnya). Angka ini, dengan nilai ambang yang lebih rendah, dapat digunakan dalam perhitungan laju sampel terendah yang akan memenuhi teorema sampling.
Lebar pita juga digunakan untuk menunjukkan lebar pita sistem, misalnya dalam sistem filter atau saluran komunikasi. Mengatakan bahwa suatu sistem memiliki lebar pita tertentu berarti bahwa sistem dapat memproses sinyal dengan rentang frekuensi tersebut, atau bahwa sistem mengurangi lebar pita dari input kebisingan putih menjadi lebar pita tersebut.
Lebar pita 3 dB dari filter elektronik atau saluran komunikasi adalah bagian dari respons frekuensi sistem yang terletak dalam 3 dB dari respons di puncaknya, yang, dalam kasus filter jalur, biasanya berada di atau dekat dengan frekuensi pusatnya, dan dalam filter low-pass berada di atau dekat dengan frekuens cut-offnya. Jika gain maksimum adalah 0 dB, lebar pita 3 dB adalah rentang frekuensi di mana penurunan adalah kurang dari 3 dB. Penurunan 3 dB juga adalah di mana daya setengah dari maksimumnya. Konvensi gain setengah daya yang sama juga digunakan dalam lebar spektral, dan lebih umumnya untuk jangkauan fungsi sebagai lebar penuh pada setengah maksimum (FWHM).
Dalam desain filter elektronik, spesifikasi filter mungkin memerlukan bahwa dalam jalur lulus filter, gain secara nominal adalah 0 dB dengan variasi kecil, misalnya dalam interval ±1 dB. Pada stopband(s), penurunan yang diperlukan dalam desibel di atas tingkat tertentu, misalnya >100 dB. Dalam pita transisi gain tidak ditentukan. Dalam hal ini, lebar pita filter sesuai dengan lebar pita jalur lulus, yang dalam contoh ini adalah lebar pita 1 dB. Jika filter menunjukkan gelombang amplitudo dalam jalur lulus, titik x dB mengacu pada titik di mana gain x dB di bawah ganjal jalur lulus yang nominal daripada x dB di bawah gain maksimum.Dalam pemrosesan sinyal dan teori kontrol, lebar pita adalah frekuensi di mana gain sistem loop tertutup turun 3 dB di bawah puncaknya.
Dalam sistem komunikasi, dalam perhitungan kapasitas saluran Shannon–Hartley, lebar pita mengacu pada lebar pita 3 dB. Dalam perhitungan laju simbol maksimum, laju sampel Nyquist, dan laju bit maksimum sesuai dengan hukum Hartley, lebar pita mengacu pada rentang frekuensi di mana gain tidak nol.
Kenyataan bahwa dalam model basisband ekivalen sistem komunikasi, spektrum sinyal terdiri dari frekuensi negatif dan positif, dapat menyebabkan kebingungan tentang lebar pita karena terkadang hanya disebutkan oleh setengah positif, dan kadang-kadang kita akan melihat ekspresi seperti B = 2 W, di mana B adalah lebar pita total (yaitu lebar pita jalur lulus maksimum dari sinyal RF yang dimodulasi pembawa dan lebar pita jalur lulus minimum dari saluran jalur lulus fisik), dan W adalah lebar pita positif (lebar pita basisband model saluran yang setara). Sebagai contoh, model basisband dari sinyal akan memerlukan filter low-pass dengan frekuensi potong setidaknya W agar tetap utuh, dan saluran jalur lulus fisik akan memerlukan filter jalur lulus setidaknya B agar tetap utuh.
Jarak relative tidak selalu merupakan ukuran yang paling tepat atau berguna dari lebar pita. Misalnya, dalam bidang antena kesulitan konstruksi sebuah antena untuk memenuhi lebar pita absolut yang ditentukan lebih mudah pada frekuensi yang lebih tinggi daripada pada frekuensi yang lebih rendah. Oleh karena itu, lebar pita sering dikutip relatif terhadap frekuensi operasi yang memberikan indikasi yang lebih baik tentang struktur dan kompleksitas yang diperlukan untuk rangkaian atau perangkat yang sedang dipertimbangkan. Ada dua ukuran jarak relative yang umum digunakan: lebar pita fraksional (BF) dan lebar pita rasio (BR). Dalam hal ini, lebar pita absolut didefinisikan sebagai berikut, B = Δf = fH - fL di mana fH dan fL adalah batas frekuensi atas dan bawah masing-masing dari pita yang sedang dibahas.
Lebar pita fraksional didefinisikan sebagai lebar pita absolut dibagi oleh frekuensi pusat (fC), BF = Δf fC.
Frekuensi pusat biasanya didefinisikan sebagai mean aritmatika dari frekuensi atas dan bawah sehingga, fC = fH + fL 2 dan BF = 2 (fH - fL) fH + fL.
Namun, frekuensi pusat terkadang didefinisikan sebagai mean geometrik dari frekuensi atas dan bawah, fC = fH fL dan BF = fH - fL fH fL. Meskipun mean geometrik lebih jarang digunakan daripada mean aritmatika (dan yang terakhir dapat diasumsikan jika tidak dinyatakan secara eksplisit) yang pertama dianggap lebih matematis lebih ketat. Ini lebih tepat mencerminkan hubungan logaritmik lebar pita fraksional dengan peningkatan frekuensi. Untuk aplikasi narrowband, hanya ada perbedaan margin antara dua definisi tersebut. Versi mean geometrik secara tidak berarti lebih besar. Untuk aplikasi wideband, mereka divergen secara substansial dengan versi mean aritmatika mendekati 2 dalam batasnya dan versi mean geometrik mendekati tak terhingga. Lebar pita fraksional terkadang diekspresikan sebagai persentase dari frekuensi pusat (persentase lebar pita, %BF), %BF = 100 Δf fC.
Lebar pita rasio didefinisikan sebagai rasio batas atas dan bawah pita, BR = fH fL.
Lebar pita rasio dapat ditulis sebagai BR: 1. Hubungan antara lebar pita rasio dan lebar pita fraksional diberikan oleh, BF = 2 BR - 1 BR + 1 dan BR = 2 + BF 2 - BF.
Persentase lebar pita adalah ukuran yang kurang bermakna dalam aplikasi wideband. Sebuah persentase lebar pita sebesar 100% sesuai dengan lebar pita rasio 3:1. Semua rasio yang lebih tinggi hingga tak terhingga dimampatkan ke dalam rentang 100-200%.Lebar pita rasio sering diekspresikan dalam oktaf (misalnya, sebagai tingkat frekuensi) untuk aplikasi wideband. Satu oktaf adalah rasio frekuensi 2:1 yang mengarah pada ekspresi ini untuk jumlah oktaf, log2 (BR).
Lebar pita setara kebisingan (atau lebar pita setara kebisingan (enbw)) dari sebuah sistem respons frekuensi H( f ) adalah lebar pita dari filter ideal dengan respons frekuensi berbentuk persegi yang terpusat pada frekuensi pusat sistem yang menghasilkan daya rata-rata keluaran H( f ) ketika kedua sistem diaktifkan dengan sumber kebisingan putih. Nilai lebar pita setara kebisingan bergantung pada gain referensi filter ideal yang digunakan. Biasanya, gain ini sama dengan | H( f ) | pada frekuensi pusatnya, namun juga bisa sama dengan nilai puncak dari | H( f ) |. Lebar pita setara kebisingan Bn dapat dihitung di domain frekuensi menggunakan H( f ) atau di domain waktu dengan memanfaatkan teorema Parseval dengan respons impuls sistem h( t ) . Jika H( f ) adalah sistem lowpass dengan frekuensi pusat nol dan gain referensi filter merujuk pada frekuensi ini, maka:
Bn = ∫−∞∞ | H( f ) |2 df / | H( 0 ) |2 = ∫−∞∞ | h( t ) |2 dt / | ∫−∞∞ h( t ) dt |2. yang sama dapat diterapkan pada sistem bandpass dengan mengganti respons frekuensi dasar setara untuk H( f ) . Lebar pita setara kebisingan banyak digunakan untuk menyederhanakan analisis sistem telekomunikasi dalam kehadiran kebisingan.
Dalam fotonika, istilah lebar pita memiliki berbagai arti:
lebar pita dari keluaran beberapa sumber cahaya, misalnya, sumber ASE atau laser; lebar pita pulsa optik ultrapendek bisa sangat besar lebar rentang frekuensi yang dapat ditransmisikan oleh beberapa elemen, misalnya, serat optik lebar pita gain penguat optik lebar pita rentang beberapa fenomena lain, misalnya, sebuah pantulan, pencocokan fase dari proses nonlinier, atau beberapa resonansi frekuensi modulasi maksimum (atau rentang frekuensi modulasi) dari suatu modulator optik rentang frekuensi di mana beberapa alat pengukur (misalnya, pemancar daya) dapat beroperasi tingkat data (misalnya, dalam Gbit/s) yang dicapai dalam sistem komunikasi optik; lihat lebar pita (komputasi). Konsep terkait adalah lebar linewidht spektral dari radiasi yang dipancarkan oleh atom yang terexcite.
Posting Komentar