Kaistanleveys

Kaistaleveys tarkoittaa asiayhteydestä riippuen useita määritelmiä:

• Suodattimen/laitteen kaistaleveys
• Toiminta-alueen kaistaleveys
• Kohinakaistaleveys
• Signaalin kaistaleveys

Suodattimen/laitteen kaistaleveys

Suodattimen/laitteen kaistaleveys yleensä määritellään -3 dB eli puolentehon pisteiden taajuuksien erotuksena, käytetään myös termiä tehokaistaleveys. Suodattimen/laitteen vaimennusta verrataan läpäisykäyrän pienimmän vaimennuksen tai suurimman vahvistuksen arvoon. Suodattimien yhteydessä voidaan määritellä muotokerroin, joka kertoo kuinka jyrkästi suodattimen vaimennus kasvaa estoalueella. Monasti muotokertoimella tarkoitetaan -60 dB kaistaleveyden suhdetta -3 dB kaistaleveyteen.

Toiminta-alueen kaistaleveys

Toiminta-alueen kaistaleveys tarkoittaa taajuusaluetta, jolla laite tai piiri toimii annettujen suoritusarvojen mukaisesti. Monasti määritellään toiminta-alue pienimmän ja suurimman taajuuden avulla ilman kaistaleveyssanaa. Toiminta-alueen kaistan ulkopuolella laite tai piiri voi toimia heikennetyillä suoritusarvoilla tai toimintaan tulee mukaan ei-toivottuja piirteitä, esim. näytteenottoa käyttävässä toiminteessa tapahtuu laskostumista.

Kohinakaistaleveys

Kohinakaistaleveys määrittelee ideaalisen suodattimen kaistaleveyden, joka läpäiseen saman määrän valkoista kohinaa kuin suodatin/laite läpäisee. Yleeensä kohinakaistaleveys ja -3 dB:n tehokaistaleveys eivät ole samat, koska kohinakaistaleveys määritellään tehon perusteella ja -3 dB:n kaistaleveys määritellään jännitteen tai virran perusteella. Kohinakaistaleveyden määrittäminen on tarpeen mitattaessa esim. kohinakerrointa sinisignaalilla.

Signaalin kaistaleveys

Signaalin kaistaleveys määritellään tilanteen mukaan vaihtelevasti. Radiotiellä on käytössä:

• Tehokaistaleveys määritellään -3 dB eli puolentehon pisteiden taajuuksien erotuksena.
• Tarpeellinen kaistaleveys eng. Necessary Bandwidth on kaistaleveys, joka tarvitaan signaalin siirtämiseen ilman liian suuria vääristymiä. Suositus RECOMMENDATION ITU-R SM.1138 määrittelee erilaisten modulaatiotapojen tarpeellisen kaistaleveyden laskentatavan. Esimerkiksi FT8 siirtotavalle, jossa on 8 taajuutta 6,25 Hz välein ja modulaationopeus on 6,25 baudia, tulee tarpeelliseksi kaistaleveydeksi n. 54 Hz.
• Käytetty kaistaleveys eng. Occupied Bandwidth on kaistaleveys, jonka sisällä on yleensä käytetyssä määrittelyssä 99 % signaalitehosta eli signaalin taajuuden ala- ja ylpäpuolella on 0,5 % tehosta. Suositus RECOMMENDATION ITU-R SM.328-11 määrittelee miten käytetty kaistaleveys lasketaan erilaisille modulaatiotavoilla.
• Kanavan kaistaleveys on sama kuin kanavien väli. Itse signaalin tarpeellinen kaistaleveys ja käytetty kaistaleveys ovat yleensä pienempiä kuin kanavan kaistaleveys.
• Signaalin ominaisuuksista määritelty kaistaleveys ilmaisee jollain yksinkertaisella laskentatavalla lähetteen kaistaleveyden. Esimerkiksi WSJT-X taajuusiirtoavainnusta käyttävissä lähetelajeissa kaistaleveydeksi on määritelty kantoaaltojen lukumäärä kertaa kantoaaltojen väli, josta esim. FT8 siirtotavalla tulee 8 x 6,25 Hz = 50 Hz.

Viitteet