Hlavný rozdiel - šírka pásma vs. frekvencia

Podmienky šírka pásma a frekvencia môže mať rôzny význam v závislosti od kontextu. Tu skúmame tieto termíny s ohľadom na ich použitie v oblasti spracovania signálu. The hlavný rozdiel medzi šírkou pásma a frekvenciou je to Frekvencia sa týka počtu kmitov zložky signálu za sekundu, keďže šírka pásma sa týka rozsahu frekvencií, ktoré môžu byť obsiahnuté v signáli.

Čo je frekvencia

Údaje sa často komunikujú pomocou signálov a signály sa skladajú z vĺn. Frekvencia signálu sa týka počtu kmitov signálu za sekundu a zvyčajne sa meria v hertz (Hz). V prípade zvuku je frekvencia mierou výšky tónu zvuku: vysokofrekvenčné zvuky vydávajú zvuky s vysokým tónom („výšky“), zatiaľ čo zvuky s nízkou frekvenciou vydávajú zvuky s nízkym tónom („basy“).

Signál možno považovať za vytvorený pridaním mnohých vĺn s rôznymi frekvenciami, takže signál možno rozdeliť na výkonové spektrum udáva, koľko energie nesie každá z frekvencií komponentu v signáli. „Ekvalizéry“ zobrazené v softvéri na prehrávanie hudby sú zjednodušenou verziou výkonového spektra. Ukazuje, na akých úrovniach sú rôzne frekvencie prítomné v hudbe, ktorá sa v danom čase hrá:

Displej „ekvalizéra“ v prehrávači hudby zobrazuje, na akých úrovniach sú v danej chvíli vo vlne prítomné rôzne frekvencie zvukov.

A frekvenčný spektrogram je možné vytvoriť pomocou frekvencie a času ako osí x a y v grafe a pomocou farebnej stupnice predstavujúcej silu konkrétnej frekvencie v danom čase. Napríklad frekvenčný spektrogram pre husle, ktoré sa hrajú, je uvedený nižšie:

Frekvenčný spektrogram pre husle, ktoré sa hrajú.

Vo vyššie uvedenom diagrame horizontálna os predstavuje čas, zatiaľ čo vertikálna os predstavuje frekvenciu. 14 vertikálnych „stĺpcov“ naznačuje, že sa v tom čase hralo 14 tónov. Malé vodorovné pruhy predstavujú harmonické frekvencie tvoriace každú notu.

Čo je to šírka pásma

Šírka pásma sa týka rozsahu frekvencií komponentov, ktoré sú obsiahnuté v signáli. Ak sú minimálne a maximálne zložky frekvencií, ktoré sa vyskytujú v modulovanom signáli,

a

, potom je šírka pásma daná symbolom

.

Keď je šírka pásma väčšia, signál môže predstavovať väčší počet frekvencií. Napríklad rádiové signály AM so šírkou pásma 9 až 10 kHz nedokážu prenášať vyššie zvukové frekvencie, aké môžu bez problémov prenášať rádiá FM so šírkami pásma 100 až 200 kHz.

Nasledujúci diagram zobrazuje frekvenčný spektrogram pre rádiový signál FM.

Frekvenčný spektrogram pre signály z rozhlasového vysielania FM

Na tomto grafe horizontálna os predstavuje frekvenciu, zatiaľ čo vertikálna os predstavuje čas. Ako vidíte, signál obsahuje niekoľko frekvencií. Tento rozsah je šírka pásma tohto signálu.

Rozdiel medzi šírkou pásma a frekvenciou

Definícia:

Frekvencia je počet, koľkokrát vlna osciluje za sekundu. Pretože signál môže byť vytvorený z mnohých rôznych vĺn, ktoré pôsobia ako komponenty, môžeme termín frekvencia použiť na označenie toho, koľkokrát daný komponent osciluje za sekundu.

Termín šírka pásma označuje celkový rozsah komponentných frekvencií, ktoré môžu byť umiestnené v signáli.

Vzťah s Pitchom:

Čo sa týka zvuku, frekvencia určuje výšku zvuku.

Šírka pásma určuje rozsah výšky tónu, ktorý je možné kódovať v signáli.

Obrázok so súhlasom:

„Equalizer-eq-sound-level-digital-255396“ od bykst (vlastná práca) [CC0 1.0], cez Pixabay (upravené)

„Spektrogram husľového tvaru…“ od Antilived (Vytvoril užívateľ: Omegatron pomocou programu Adobe Audition) [CC BY-SA 3.0], prostredníctvom Wikimedia Commons

„Spektrogram prenosu FM rádia z Nemecka…“ od Casandro ~ commonswiki (vlastná práca) [CC BY-SA 3.0], prostredníctvom Wikimedia Commons