Voir la source de Bande passante

{{Voir homonymes|bande}}
{{confusion|largeur de bande}}

En [[électronique (technique)|électronique]], la '''bande passante''' d'un système est l'intervalle de [[fréquence]]s dans lequel l'affaiblissement du signal est inférieur à une valeur spécifiée{{sfn|id=CEI60050|CEI}}. C'est une façon sommaire de caractériser la [[fonction de transfert]] d'un système, pour indiquer la gamme de fréquences qu'un système peut raisonnablement traiter<ref>{{Ouvrage|prénom1=Richard|nom1=Taillet|prénom2=Loïc|nom2=Villain|prénom3=Pascal|nom3=Febvre|titre=Dictionnaire de physique|lieu=Bruxelles|éditeur=[[De Boeck]]|année=2013|passage=59|isbn=|id=DicPhys}}.</ref>.

Il faut distinguer la bande passante de la [[largeur de bande]], d'une définition plus générale et qui concerne aussi bien les systèmes que les signaux{{sfn|id=CEI60050|CEI}}.

Par [[analogie]], dans le domaine des [[Réseau informatique|réseaux informatiques]], spécialement les [[accès à internet à haut débit]], on utilise le terme ''bande passante'' pour désigner le [[débit binaire]] maximal d'une voie de transmission. La [[ligne de transmission]] jusqu'à l'usager est le composant déterminant. La notion de bande passante s'applique mal aux lignes de transmission, qui atténuent progressivement les fréquences et connaissent des phénomènes de déphasage et de réflexion d'ondes, et dont le débit numérique dépend en outre du niveau de [[bruit de fond]].

== Largeur de bande et bande passante ==
On définit la largeur de bande d'un signal par l'[[analyse spectrale]] ou par tout autre moyen. On aboutit à un résultat qui peut être une [[densité spectrale de puissance]] ou toute autre représentation détaillée des fréquences qui peuvent se trouver dans le signal. La ''largeur de bande'' résume ces résultats par une expression du genre
{{citation bloc|Les composantes fréquentielles d'amplitude supérieure à 1 % du maximum du signal sont toutes entre {{unité|20|Hz}} et {{unité|16|kHz}}.}}

La limite d'amplitude des composantes exprime le fait que ce qui est hors de l'intervalle est négligeable. La plupart du temps, on ne l'indique pas, et on indique « largeur de bande : {{unité|20|Hz}}–{{unité|16|kHz}} ».

Pour traiter convenablement ce signal, compte tenu de la tolérance, on doit utiliser un système dont la bande passante est similaire. Si la bande passante du système est plus étroite, le signal se trouve déformé, et pour le reconstituer, il faut lui appliquer un [[filtre électronique|filtrage]] qui va augmenter le [[bruit de fond]]. D'autre part, augmenter la bande passante du système, c'est augmenter sa sensibilité aux interférences et son prix et diminuer sa stabilité.
{{exemple|nom=Exemple|Un système dont la bande passante est {{unité|20|Hz}}–{{unité|20|kHz}} convient pour un signal dont la largeur de bande est {{unité|20|Hz}}–{{unité|16|kHz}}.

La petite marge assure que le système traite convenablement les plus hautes fréquences du signal.}}

== Traitement du signal ==
La bande passante est l'intervalle, mesurée en [[hertz (unité)|hertz]], entre la [[fréquence de coupure]] haute d'un système et la fréquence de coupure basse. Elle est habituellement notée ''B'' ou ''BP''.

[[Image:Amplifier bandwidth.svg|thumb|Bande passante à -{{unité|3|dB}}.]]

La bande passante dépend de la définition adoptée pour la fréquence de coupure. Quand on s'intéresse plus à la transmission correcte des signaux en deçà de la fréquence de coupure, qu'à la suppression des signaux au-delà, on définit souvent la fréquence de coupure comme celle ou la puissance est divisée par deux ({{unité|-3|[[décibel]]s}}) par rapport au niveau nominal.

=== Bande passante à {{unité|-3|dB}} ===
La bande passante à {{unité|-3|[[décibel]]s}} d'un amplificateur est le domaine de [[fréquence]] où le [[Gain (électronique)|gain]] en puissance est au moins égal à la moitié du gain maximal. La valeur du gain en décibels est par définition dix fois le logarithme décimal du rapport des puissances. Une division par deux correspond donc à
:<math>\textstyle 10 \log_{10}\frac12\approx -3 \text{dB}</math>

La puissance, sur une charge résistive, est proportionnelle au carré de la tension. La bande passante correspond à la région où le gain en tension est au moins égal au gain maximum divisé par √2, soit {{unité|-3|dB}} <ref>{{Ouvrage|prénom1=Tahar|nom1=Neffati|titre=L'électronique de A à Z|lieu=Paris|éditeur=[[Éditions Dunod]]|année=2006|passage=26-27|isbn=}}.</ref>, puisque pour les grandeurs de champ {{incise|tension ou intensité}}, la valeur en décibels se calcule en multipliant le logarithme décimal du rapport par 20.

=== Autres définitions ===
Pour répondre à d'autres besoins, comme la suppression des signaux hors bande, ou une évaluation de l'importance perçue du signal transmis, on peut définir des bandes passantes plus larges ou plus étroites. Il faut alors le préciser.

De manière plus générale, la bande passante à {{unité|-x|dB}} est la gamme de fréquences où le gain du filtre est supérieur au gain maximum divisé par 10{{exp|x/20}}, par exemple pour {{unité|-3|dB}} : {{nobr|1=10{{exp|0,15}} ≈ <math>\sqrt{2}</math> (≈1,41)}}.

== Annexes ==
=== Bibliographie ===
* {{Ouvrage|auteur1=[[Commission électrotechnique internationale]]|titre=ISO / CEI 60050 — Vocabulaire Electrotechnique International|éditeur=|année=2015|année première édition=1982|isbn=|lire en ligne=http://www.electropedia.org/|id=CEI60050}}
** Termes de réception et de transmission : {{lien web|url=http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&ievref=161-06-09 |titre=largeur de bande (d'un dispositif)}}, {{lien web|url=http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&ievref=161-06-10 |titre=largeur de bande (d'une émission ou d'un signal)}}
** Dispositifs électriques particuliers : {{lien web|url=http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&ievref=151-13-52 |titre=bande passante}}

=== Articles connexes ===
* [[95e centile]]
* [[Fréquence de coupure]]
* [[Amplificateur opérationnel]]
* {{lang|en|[[Bandwidth throttling]]}}
* [[Débit de symboles]]

=== Liens externes ===
{{Liens}}
== Notes et références ==
{{Références}}

{{Portail|réseaux informatiques|informatique|électricité et électronique|Télécommunications}}

[[Catégorie:Filtre]]
[[Catégorie:Terminologie de l'informatique]]
[[Catégorie:Lexique d'Internet]]