La utilidad de las definiciones (hay muchas, pero no abramos una nueva lata de gusanos) de ancho de banda puede entenderse una vez que sepa cómo se altera una señal que viaja a través de algún medio o sistema en el proceso.
Aprenderá que no solo una señal tiene su ancho de banda, sino que también un sistema o un medio tiene su propio ancho de banda (o banda de paso). El ancho de banda de un sistema (o medio) es (aproximadamente) el rango de frecuencias que el sistema deja pasar sin modificación. Las frecuencias fuera de ese ancho de banda se alteran de alguna manera.
En particular, aprenderá que los sistemas lineales invariantes en el tiempo (LTI) pueden caracterizarse en el dominio de la frecuencia mediante una función compleja llamada respuesta de frecuencia H (f). Esta función es importante porque le indica cómo el sistema modifica una señal sinusoidal, ya que un sistema LTI puede modificar tanto la amplitud como la fase de una señal sinusoidal.
Dado que el sistema es lineal y cualquier señal puede representarse mediante una superposición de un número (posiblemente infinito) de señales sinusoidales, saber H (f) le permite calcular exactamente cómo cualquier señal es modificada por el sistema.
¿Cómo se relaciona esta charla sobre H (f) con el ancho de banda del sistema? Debido a que el módulo de H (f), es decir, | H (f) | le proporciona la información para determinar el ancho de banda del sistema, por lo tanto, el rango de frecuencias que pueden pasar a través del sistema sin cambios.
Entonces, un sistema (o medio) con un ancho de banda de 2Hz puede transportar cualquier señal con un ancho de banda menor, siempre que la señal se encuentre completamente en la banda de paso del sistema . Si las bandas de paso no se superponen, o solo se superponen parcialmente, la señal no pasará (en el primer caso) o se distorsionará fuertemente.
Además, se puede mostrar que el valor del ancho de banda de una señal está relacionado, en el dominio del tiempo, con la tasa de variación de una señal. En otras palabras, una señal con un ancho de banda de 10Hz variará mucho más lentamente que una señal de 5kHz.
Descargo de responsabilidad : la pregunta que hizo es muy amplia, así que tuve que simplificar muchos de los temas que abordé y recorté algunas esquinas. No espere un rigor extremo en lo anterior, ya que requeriría al menos un texto más largo x10 para poner todas estas cosas en un marco más formal. Puede encontrar más detalles en este artículo de Wikipedia en ancho de banda .
Moeover, ten en cuenta que aunque el concepto es el mismo, se explica de maneras ligeramente diferentes según la rama específica de EE que estés estudiando. Por ejemplo, teoría de señales versus teoría de control versus diseño de filtro analógico versus ingeniería de red: cuatro campos donde se emplea el concepto, pero que a veces utilizan enfoques ligeramente diferentes.