Frekvens

Frekvens er en størrelse som angår periodiske fenomener eller repeterende prosesser.

Generell beskrivelse

I fysikk er frekvensen av et fenomen som presenterer en trend bestående av identiske eller nesten identiske hendelser som gjentar seg over tid gitt av antall hendelser som gjentas i en gitt tidsenhet ; dessuten faller vinkelhastigheten innenfor det generelle begrepet hastighet (variasjon av en mengde), i dette tilfellet uttrykker den variasjonen av en vinkel over tid. En måte å beregne en slik frekvens på er å angi et tidsintervall, å telle antall forekomster av hendelsen som gjentar seg i det tidsintervallet, og deretter å dele resultatet av denne tellingen med lengden på tidsintervallet. Alternativt kan man måle tidsintervallet mellom de første øyeblikkene av to påfølgende hendelser ( perioden ) og deretter beregne frekvensen som en invers mengde av denne varigheten. [1] [2]

der T uttrykker perioden. Resultatet er gitt i måleenheten kalt hertz (Hz), av den tyske fysikeren Heinrich Rudolf Hertz , der 1 Hz karakteriserer en hendelse som skjer én gang i sekundet . Derfor

Instrumentene som brukes til målingen er oscilloskopet og frekvensmåleren : det første tillater en komplementær måling til andre, under lite krevende omstendigheter; for nøyaktige og presise målinger er det nødvendig å bruke den andre, som er et elektronisk instrument spesialisert for frekvens- og tidsmålinger og noen ganger i stand til å generere periodiske fenomener ved fastsatte frekvenser.

Frekvens av bølgefenomener

Når du måler frekvensen til lyd , elektromagnetiske bølger (som radiobølger eller lys ), oscillerende elektriske signaler eller andre lignende bølger, er frekvensen i hertz antall sykluser av den repeterende bølgeformen per sekund.

Siden produktet mellom frekvensen til en elektromagnetisk bølge og dens bølgelengde er lik verdien av lyshastigheten ( ), har vi at:

Med andre ord, i en elektromagnetisk bølge er det et omvendt proporsjonalitetsforhold mellom bølgelengde og frekvens.

Samplingsfrekvens

Samplingsfrekvensen er en av de grunnleggende parametrene som karakteriserer den analog-digitale konverteringsprosessen i elektroniske informasjonsbehandlingssystemer.

I et elektronisk system er informasjonen vanligvis kodet i et tidsvarierende spenningssignal . Vi snakker om et analogt signal hvis det varierer kontinuerlig i hvert øyeblikk av tid, om et numerisk signal hvis det bare kan anta et endelig antall diskrete verdier eller om et digitalt signal hvis verdiene det kan anta er bare 0 og 1, på bestemte tidspunkter. Samplingsprosessen gjør det mulig å konvertere et analogt signal til et digitalt signal og består i å måle og registrere, i nøyaktige øyeblikk av tid ( samplingsøyeblikk ) den øyeblikkelige verdien av det analoge signalet som undersøkes. Sekvensen av disse verdiene, kalt samples, utgjør det digitale signalet. Enheten som utfører konverteringen fra analogt signal til digitalt signal kalles A/D-omformer . Samplingsfrekvensen indikerer antall sampler registrert i et sekund: Nyquist -Shannon-teoremet fastslår at for å kunne rekonstruere det analoge signalet med utgangspunkt i samplene, må samplingsfrekvensen være minst det dobbelte av frekvensen pluss høy i spekteret til startsignalet :.

For eksempel har et lydsignal et spektrum mellom 20 Hz og 20 kHz: for å kunne ta opp signalet på et digitalt medium (som en lyd-CD) må samplingsfrekvensen være minst 40 kHz. Vanligvis utføres denne samplingen ved 44,1 kHz, en verdi som fullt ut tilfredsstiller Nyquist-Shannon-teoremet og gjør det mulig å trofast rekonstruere det analoge startsignalet.

Merknader

  1. ^ Nicola Santoro, Kinematikk i korte trekk
  2. ^ IUPAC Gold Book , " frekvens"

Relaterte elementer

Andre prosjekter

Eksterne lenker