Skillnad mellan bandbredd och frekvens

Huvudskillnad - Bandbredd vs. Frekvens

Villkoren bandbredd och frekvens kan ha olika betydelser beroende på sammanhanget. Här undersöker vi dessa termer med avseende på deras användning inom signalbehandling. De huvudskillnad mellan bandbredd och frekvens är det frekvensen avser antalet gånger som en komponent i en signal oscillerar per sekund, medan bandbredd avser frekvensintervallet som kan innehålla en signal.

Vad är frekvensen?

Data kommuniceras ofta med signaler, och signaler är gjorda av vågor. De frekvens av en signal hänvisar till antalet gånger signalen oscillerar per sekund, och det mäts vanligen i Hertz (Hz). Vid ljud är frekvensen ett mått på ljudet kasta: Högfrekventa ljud gör höga ljud ("diskant") medan lågfrekventa ljud gör låga ljud ("bass") ljud.

En signal kan anses vara formad genom tillsats av många vågor med olika frekvenser, så en signal kan delas upp i a makt spektrum vilket ger hur mycket makt som bärs av var och en av komponentfrekvenserna i en signal. "Equalizers" som visas på musikspelsprogram är en förenklad version av ett strömspektrum. Det visar på vilka nivåer de olika frekvenserna är närvarande i musiken som spelas vid en given tidpunkt:

En "equalizer" -skärm i en musikspelare visar på vilka nivåer de olika frekvenserna av ljud är närvarande i en våg vid vilken tid som helst.

en frekvensspektrogram kan produceras genom att använda frekvens och tid som x och y axlar på grafen och med hjälp av en färgskala för att representera effekten hos en viss frekvens vid en given tidpunkt. Exempelvis visas frekvensspektrogrammet för en fiol som spelas nedan:

Frekvensspektrogram för att en fiol spelas.

I ovanstående diagram representerar den horisontella axeln tiden medan den vertikala axeln representerar frekvens. De 14 vertikala "kolumnerna" indikerar att 14 noter spelades under tiden. De små horisontella staplarna representerar de harmoniska frekvenserna som utgör varje anteckning.

Vad är bandbredd

Bandbredd hänvisar till räckvidd av komponentfrekvenser som finns i en signal. Om de minsta och maximala komponenterna i frekvenser som uppträder i en modulerad signal är  och , då är bandbredd ges av .

När bandbredd är större kan ett större antal frekvenser representeras av en signal. AM-radiosignaler som har en bandbredd på 9-10 kHz misslyckas med att överföra högre frekvenser av ljud som FM-radioer med bandbredd på 100-200 kHz kan sända utan problem.

Diagrammet nedan visar frekvensspektrogrammet för en FM-radiosignal.

Ett frekvensspektrum för signaler från en FM-radiosändning

På den här grafen representerar den horisontella axeln frekvensen medan den vertikala axeln representerar tid. Som du kan se finns det en rad frekvenser som signalen bär. Detta intervall är bandbredden för denna signal.

Skillnad mellan bandbredd och frekvens

Definition:

Frekvens är antalet gånger som en våg svänger per sekund. Eftersom en signal kan göras av många olika vågor som fungerar som komponenter kan vi använda termen frekvens att hänvisa till antalet gånger som en given komponent oscillerar per sekund.

Termen bandbredd refererar till det totala spektrum av komponentfrekvenser som kan rymma i en signal.

Förhållande till Pitch:

När det gäller ljud, frekvens bestämmer ljudets tonhöjd.

Bandbredd bestämmer området för tonhöjd som kan kodas i en signal.

Image Courtesy:

"Equalizer-eq-sound-level-digital-255396" av bykst (Eget arbete) [CC0 1.0], via Pixabay (Modified)

"Ett spektrogram av en violinvågform ..." av Antilived (Skapad av Användare: Omegatron använder Adobe Audition) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

"Spektrogram för FM-radiosändning från Tyskland... "av Casandro ~ commonswiki (eget arbete) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons