Kmitočtové pásmo

Kmitočtové pásmo znamená souvislý interval kmitočtů (frekvencí), vymezený dolním a horním mezním kmitočtem. Rozdíl obou mezních kmitočtů se nazývá šířka pásma. Výraz kmitočtové pásmo se používá hlavně ve dvou oblastech:

• akustické kmitočtové pásmo, například v telefonní technice;
• vysokofrekvenční kmitočtové pásmo elektromagnetického záření ve vysílací a přijímací technice a podobně.

Akustické (nízkofrekvenční) kmitočtové pásmo

Zvuk, hudba i lidský hlas jsou z fyzikálního hlediska akustické jevy, které se odehrávají v určitém rozmezí kmitočtů čili kmitočtovém pásmu. Důležitá akustická kmitočtová pásma jsou:

• Pásmo slyšitelnosti, u člověka zhruba 15 Hz – 16 kHz v mládí, horní mezní kmitočet se s věkem poměrně výrazně snižuje. Pod dolní hranicí pásma slyšitelnosti leží akustické kmity v oblasti infrazvuku, nad horní hranicí začíná oblast ultrazvuku.
• Pásmo pro kvalitní reprodukci hudby pokrývá celou oblast slyšitelnosti, případně ji ještě přesahuje.
• Pásmo reprodukce hudby a řeči v běžné kvalitě, například v rozhlasovém vysílání, sahá obvykle od 50 Hz do 4 500 Hz na středních vlnách a do 15 kHz na VKV. Šířka pásma musí být omezená, aby se do příslušných vysokofrekvenčních pásem „vešel“ potřebný počet vysílačů.
• Pásmo nezbytné pro srozumitelnost řeči, například v telefonní technice, je mezinárodně vymezeno od 300 Hz do 3400 Hz.

Základní tóny v hudbě leží v pásmu od 80 Hz do asi 5 kHz (asi 8 oktáv), celé toto pásmo pokrývají pouze varhany či různé elektronické nástroje. Běžný lidský hlas se pohybuje v rozsahu 2 oktáv a různé mužské a ženské hlasy pokrývají pásmo 80 Hz do 1100 Hz. Barvu zvuku však určují vyšší harmonické kmitočty (formanty) až do hranice slyšitelnosti, proto je akustické pásmo podstatně širší. Vzácně se vyskytují lidé, kteří dokáží produkovat základní tóny až do hranice asi 14 kHz.

Lékařským vyšetřováním sluchu při různých frekvencích se zabývá audiometrie.

Vysokofrekvenční kmitočtové pásmo

Celá oblast elektromagnetického záření čili vln, využitelná pro běžné vysílání a příjem, začíná kolem 30 kHz (vlnová délka 10 km) a její horní mezní kmitočet se s dokonalejšími technologiemi stále zvyšuje. Běžně se užívají kmitočty v řádu gigahertzů (GHz) s vlnovou délkou v řádu milimetrů. Vysokofrekvenční kmitočty si můžeme řádově rozdělit na:

• kilometrové (dlouhé) vlny (30 – 300 kHz)
• hektametrové (střední) vlny 300 kHz – 3 MHz)
• dekametrové (krátké) vlny (3 MHz – 30 MHz)
• metrové (velmi krátké) vlny (30 – 300 MHz)
• decimetrové (ultrakrátké) vlny (300 MHz – 3 GHz)
• centimetrové vlny (3 GHz – 30 GHz)
• milimetrové vlny (30 GHz – 300 GHz)

Hlavní rozdíl mezi vlnovými pásmy jsou různé vlastnosti z hlediska šíření.

Uvedené řádové rozdělení vyplývá ze vztahu: λ = c / f ve kterém se vlnová délka λ v metrech spočte jako podíl rychlosti šíření světla c = 3 . 10⁸ m/s (přibližně) a frekvence vlnění f, udané v Hz. Potom se např. jako metrové vlny uvažují vlny o vlnové délce v řádu jednotek metrů, tj. přibližně v rozsahu 1 – 10 m.

Kromě toho se mezinárodními dohodami vyhrazují podstatně užší kmitočtová pásma pro různé účely a druhy vysílání, v nichž se pak přidělují vysílací pásma jednotlivým vysílačům nebo službám. V Česku tyto frekvence určuje norma ČN 345353 "Kmitočtová pásma pro šíření televizních a rozhlasových signálů" a pravidelně ČTU upřesňovaný "Národní kmitočtový plán". Podle toho např.:

• dlouhé vlny: 148.5 – 283.5 kHz
• střední vlny: 526.5 kHz – 1.6065 MHz

Mezera mezi dlouhými a středními vlnami sloužila pro mezifrekvence superheterodynů. Z historických důvodů byly všechny kmitočty, vyšší než středních vlny, označovány za krátké. V té době se jevily jako technicky nevyužitelné a proto byly dány k experimentování amatérům, kteří objevili jejich použitelnost pro dálková spojení s využitím odrazů od ionosféry.

Kmitočtová pásma jsou přidělována nejen komerčnímu rozhlasovému a televiznímu vysílání (lidově "rádio" a "televize"), ale množství dalších služeb, jakými jsou např. sdělovací kanály pro armádu, bezpečnostní složky, námořnictvo, letectví, dopravu, mobilní stanice, kosmický výzkum, telefonní operátory, bezdrátové propojení počítačových sítí atd. Některá pásma jsou přidělována pro použití koncesovaných radioamatérů, jiná pásma mohou využívat například modeláři a občanské radiostanice bez nutnosti registrace. Některé kmitočty jsou rezervované pro volání o pomoc (SOS).

Některé kmitočty nejsou vyhrazeny ke komunikaci, ale jsou využívány v průmyslu (např. indukční pece, mikrovlnné trouby aj.) nebo ve zdravotnictví (např. diatermie). Jiné kmitočty jsou přidělovány pro práci radarů.

Odkazy

Související články

• Akustika
• Hlas
• Telekomunikace
• Elektromagnetické spektrum
• Radioamatérská pásma
• Rádiové vlny
• Záření
• Vlnění

Externí odkazy

• Stránky o telekomunikacích
• Rozdělení televizních a rozhlasových kmitočtových pásem

• Tento článek využívá informace z odpovídajícího článku anglické Wikipedie.