Bant Genişliği Nedir?

Bant genişliği kavramı; analog devreler, test ve ölçüm, RF sistemleri, dijital haberleşme ve programlamada modern elektronik teknolojisinin ayrılmaz bir parçasıdır. Peki, bu ne anlama geliyor?

A- A+

12.12.2018 tarihli yazı 38133 kez okunmuştur.

Bant Genişliğinin Tanımı

Bant, frekansların bandı veya menzilini ifade ederken, genişlik frekans alanı görüntülendiğinde bu bandın görünümünü ifade eder. Herhangi bir iletim ortamının ya da haberleşme kanalının üzerinde taşınabilecek maksimum frekansa sahip sinyal, o kanalın bant genişliğidir. Kullanılan bant genişliği ne kadar büyükse aktarılabilecek verinin kapasitesi de o kadar büyük olacaktır.

►İlginizi Çekebilir: Veri İletimi

Dar Bant ve Geniş Bant

Bazı bileşenler daha dar bant kullanımı için tasarlanırken, bazıları geniş bantlıdır. Dar bant, radyo sinyal frekansını sadece verinin geçebileceği kadar ve mümkün olduğunca dar tutar. Geniş bant ise çok büyük verileri kısa sürede karşı tarafa aktarabilir. Bunu yaparken de daha fazla güce ihtiyaç duyar. Askeri radyolar, akıllı ölçüm, petrol izleme ve kamu güvenliği gibi pek çok uygulama uzun süredir dar bant iletişimini kullanmakta iken; gelişmiş gözetim ve video akışı gibi daha fazla veri talep eden uygulamalarda geniş bant tercih edilmektedir. İletilen ve alınan sinyal bilgisi açısından, daha fazla bant genişliği daha yüksek veri oranlarına dönüşür.

Bant Genişliği Nasıl Belirlenir?

Bir amplifikatörün veya filtrenin bant genişliği, devrenin işlevsel olduğu frekans aralığını belirtmez. Aksine devrenin bazı performans kriterleri için karşıladığı frekans aralığını belirtir. En sık görülen kriter -3dB frekansına dayanmaktadır. Büyüklükte 3 dB’lik azalma, güçte %50’lik azalmaya karşılık gelir. Gücün yarıya düştüğü noktadır. Bu yol bant genişliğini belirlemede uygun bir yol olarak seçilmiştir. Yani bir frekans bandını ifade eden anlamlı frekans aralığı; frekansın -3dB’ye düştüğü frekans aralığını ya da filtre tipine göre geçirme/bastırma aralığının başlangıç-bitiş frekansını belirleyen değer olarak kabul edilir.

►İlginizi Çekebilir: Telekom ile İlgili Bilinmesi Gerekenler

Bant Geçiren Filtreler

Bant geçiren filtre, yalnızca belirli bir frekans bandındaki elektrik dalgalarını geçirip, bu alanın dışındaki bütün dalgaları bastıran elektronik bir düzenektir. Bu filtreler alçak geçiren ve yüksek geçiren filtre devrelerinin seri olarak bağlanmasıyla elde edilir. Belirli bir frekans aralığındaki sinyalleri geçirirler. Alt ve üst kesim frekansları ayrı ayrı hesaplanır ve aradaki bölge ise sistemin bant genişliğini verir.

Alçak geçiren filtre devreleri, belirlenen frekansın altındakileri geçirip üstündekileri azaltır. Kesim frekansından sonra sinyal azalarak sönümlenmeye başlar. Alçak geçiren bir filtre için, 200 kHz’lik bir bant genişliği, 200 kHz’nin devrenin sinyal gücünün yarısını baskıladığı ve 200 kHz’nin altındaki tüm frekansların % 50’den daha az güç bastırma özelliğine sahip olduğu frekansı gösterir.

Öyleyse yüksek geçiren filtrenin bant genişliği nedir?

Belli bir frekans değerinin üstündekileri geçirip altındakileri azaltır. Alçak geçiren filtre mantığını yüksek geçişli bir filtreye uygularsak, bant -3dB frekansından sonsuzluğa uzanır. Yüksek geçiren bir filtrenin bant genişliği, %50’den fazla güç bastırma özelliği olan frekans bantlarının genişliği olabilir.

►İlginizi Çekebilir: Bant Geçiren Filtreler

Radyo Frekans Uygulamalarında Bant Genişliği

RF sistemlerinin tasarımı, sinyal frekanslarının değişiminin ve etkileşiminin kapsamlı bir analizini içerir. RF sistemlerinde bant genişliği uygulamaları yaygın değildir.

Modüle Edilmiş Sinyaller ve Kanal Aralığı

Modüle edilmiş sinyaller ve kanal aralığı bağlamında da bant genişliği vardır. Buradaki sorun, birbirleriyle etkileşime girebilecek modüle edilmiş sinyaller için gerekli frekans ayrımını yapabilmektir.
Eğer standart 1 MHz bant genişliğine sahip kanallar kullanılıyorsa, bu modüle edilmiş sinyalin tüm spektrumunun 1 MHz bandında yer alması anlamına mı geliyor? Hayır, çünkü enerjinin bir kısmı kaçınılmaz olarak spektrumun merkez frekansının çok ötesine uzanır.
RF mühendislerinin çoğunluğu % 99 bant genişliğini, yani spektrum gücünün % 99’unu içeren bir frekans aralığını kullanıyorlar. Buradaki önemli nokta, kanalların aralıklı olması durumunda, sinyal gücünün, sadece %1’inin bitişik kanallara müdahale etse de, performansın önemli ölçüde azalmayacağıdır.

►İlginizi Çekebilir: PWM (Sinyal Genişlik Modülasyonu) Tekniği Nedir?

Negatif Frekanslar

Negatif frekanslar, frekans spektrumlarında yatay eksenin negatif tarafında gördüğümüz bileşenlerdir. Bazen bant genişliği negatif frekansları içerir. Örneğin, temel bant sinyali hakkında konuşuyorsak, bant genişliği 0 Hz’ den temel bant spektrumuna bağlı olarak bir miktar pozitif frekansa kadar uzanan frekans aralığına işaret edebilir. Bununla birlikte, bu temel bant sinyali, genlik modülasyonu yoluyla daha yüksek bir frekansa kaydırılırsa, negatif frekanslar da kaydırılır ve modüle ettiğimiz sinyalin bant genişliği önceki cümlede tartışılan bant genişliğinden daha geniş olur.