Що таке частота в електроніці?

Це деякий час плавало в моїй свідомості, все має частоту. Як і в постійний перетворювач постійного струму, мій обсяг складає 100 МГц (я знаю, що це смуга пропускання, але у нього є одиниця частоти). Я розумію, що Astable 555 має частоту, яка є позначкою та простором часу на основі значень кришки та резисторів. І тоді ви використовуєте смуговий фільтр, який може фільтрувати різні частоти, так що це все? Як постійний струм має частоту? І співвідношення між пропускною здатністю і частотою, оскільки вони мають однакові одиниці.

Частота - це зворотний час для повторення подій. Якщо один цикл вашої мережі триває 1/50 секунди (0,02 секунди), то буде 50 циклів за секунду (1 / 0,02). Ми говоримо, що частота - 50 Гц.
Одиницею частоти є Герц (Гц). 1 Гц дорівнює 1 циклу в секунду, старша назва для нього (cps). Це зручний пристрій навіть для дуже коротких циклів, які ми використовуємо, з префіксом: МГц, ГГц. Для більш тривалих циклів (близьких або довших 1 Гц) ми іноді використовуємо хвилину як одиницю: частота серцевих скорочень 70 ударів в хвилину (BPM), метрономічна установка 100 BPM.
Ще довші цикли часто виражаються як проміжок часу (1 / частота).

Кожна система має свої типові (діапазон) частоти. Серцебиття буде близько 1-2 Гц, а резонансна частота батута також становить порядку 1 Гц. Радіохвилі мають широкий діапазон частот: 30 кГц (для відповідної довжини хвилі 10 км) - це VLF (дуже низька частота), тоді як магнетрон мікрохвильової печі "передає" на 2,45 ГГц. І хоча 30 кГц для радіо мало, це вже значно перевищує те, що ми можемо сприймати акустично.

Більш висока частота (верхня доріжка на малюнку) сигналу буде показана на осцилограмі як швидше повторення, ніж нижча частота (нижня доріжка).

"Постійний струм" (постійний струм) як постійний напруга має частоту 0 Гц.

Пропускна здатність вказує на діапазон частот, переходячи від нижньої межі до вищої. Якщо ваш обсяг може обробляти сигнали від постійного струму (0 Гц) до 100 МГц, його пропускна здатність становить 100 МГц - 0 Гц = 100 МГц.

Частота в загальному сенсі - це швидкість, з якою щось повторюється. Зазвичай вимірюється "повторами в секунду", або Герц (Гц). Мій годинник тикає в 1 Гц. Я поливаю газон зі швидкістю 0,00000386 Гц. А мої автомобільні блималки блимають приблизно в 0,5 Гц. Це воно! Звичайно, справи стають дещо складнішими, коли враховуєш, що саме повторюється. Але "частота" насправді така проста.

Діапазон діапазону або смуговий фільтр зазвичай оцінюється в Гц і відноситься до частоти сигналу, який може (або не може) пройти через нього. У цьому контексті мова йде про синусоїду .

Щось на зразок 555 або іншої схеми типу тактового сигналу говорить про те, як часто сигнал перемикається.

Термін "DC" часто зловживають, тому не сприймайте це занадто серйозно. Більшу частину часу це стосується джерела живлення, який видає постійну напругу. Але це може також посилатися на все, що видає сигнал, який є лише позитивною напругою. Або це може посилатися на сигнал, який є "переважно постійною" напругою. Але, якщо сигнал справді незмінний, то він має частоту нульову.

Полоса пропускання та частота мають стосунки - багато в чому пов'язані автомобіль та бейсбол (вони обидва вимірюються в милях на годину).

Як зазначено вище у відповіді, частота є мірою для повторення події. Оскільки ви задавали не одне питання щодо частоти, дозвольте мені описати, що це означає в різних контекстах.

Синусоїда

У цьому випадку частота - це кількість позитивних (або негативних) піків сигналу за одну секунду. Синусоїда - приклад хвиль, пов'язаних з джерелом живлення змінного струму. Так, джерело змінного струму з частотою 60 Гц означає, що синусоїда його напруги повторюється 60 разів за секунду. Сигнал постійного струму (він не змінюється з часом) має частоту 0 Гц.

Синусоїда набагато корисніша і змістовніша поза сферою живлення змінного струму. Насправді ми можемо класифікувати сигнали на дві частини, а саме на періодичну (сигнали, що повторюють деяку закономірність у часі) та аперіодичну (сигнали, які не повторюються в часі).

Синусоїда - це найбільш фундаментальний періодичний сигнал. Це тому, що з нею пов'язана лише одна частота. Ми можемо представляти всі періодичні та аперіодичні сигнали, використовуючи деяку комбінацію синусоїд різної частоти. Періодичний сигнал складається з основної та гармонічної частот. Наприклад, квадратна хвиля з частотою 100 Гц насправді означає, що вона має основну частоту 100 ГГц, а частоти гармонік (завжди цілі множинні основні частоти) - 200 ГГц, 300 ГГц, 400 ГГц ... і т.д. Частоти, пов'язані з аперіодичними сигналами, вимагають трохи більше брала участь у обговоренні, тому я сюди не включатиму.

Фільтри

(Електронний) фільтр - це пристрій, який буквально «фільтрує» частоти. Наприклад, якщо фільтр каже, що це фільтр низьких частот (LPF) із частотою обрізання 1 КГц, це означає, що будь-яка синусоїда, що надходить на його вхід, досягне виходу тоді і лише тоді, коли частота менша 1 КГц. Отже, якщо ми пропустимо квадратну хвилю в 10 Гц через цей LPF, на виході ми побачимо лише гармоніки квадратної хвилі, менші ніж 1000 Гц (100 гармонік).

Якщо ми не включимо всі (нескінченні для квадратної хвилі) гармоніки (синусоїди) і додамо їх разом із синусоїдою основної частоти, ми не отримаємо квадратну хвилю. Але отримана хвиля була б наближенням квадратної хвилі. Отже, створити точну квадратну хвилю будь-якої частоти практично неможливо.

Перетворювач постійного струму

Я думаю, це ваша основна тема питання, як постійне значення може мати частота "річ". Насправді перетворювач постійного струму використовує квадратну хвилю (по суті, перемикач, що вмикається і вимикається неодноразово) для перетворення однієї напруги постійного струму (наприклад, 5 В) в іншу напругу постійного струму (наприклад, 20 В). Отже, частота перемикача, яка використовується для виконання цієї функції (перетворення в постійний струм), називається частотою перетворювача постійного струму.

Ширина смуги та частота

Повернемося до фільтра ще раз. Ми щойно побачили, що робить ЛНП. є інші типи фільтрів; фільтр високих частот (HPF), смуговий фільтр (BPF) та багато іншого. Подумаємо про БНФ. BPF має властивість, що він дозволяє тільки частоти (синусоїди), які знаходяться у фіксованому діапазоні значень. БНФ з частотами обрізання 100 Гц і 5 КГц передаватиме лише частоти в цьому діапазоні - в діапазоні. Таким чином, ми можемо сказати, що "пропускна здатність" нашого фільтра становить (5000 - 100 = 4900 Гц. Навіть LPF може мати пропускну здатність, рівну самій частоті відсічення.

Пропускна здатність - це термін, що використовується в набагато більше контексті, крім фільтрів. Більш загальне і розгублене пояснення полягає в тому, наскільки швидко може працювати пристрій (тож якщо цей пристрій є фільтром, яке верхнє відсічення цього фільтра, якщо вважати, що ми не піклуємося про нижнє відсічення).

Частота в комп'ютерах

Я знаю, що ви цього не просили, але це правильне місце для висвітлення цієї теми. Що це означає, коли ти кажеш, що у мене є комп'ютер 3 ГГц?

Комп'ютер має процесор, який виконує всі математичні та логічні операції, використовуючи цифрові схеми. Кожна операція в процесорі поділяється на одну або кілька інструкцій. Потім ці інструкції обробляються на кілька етапів. кожен етап обробки інструкцій займає певний час, і етап, який займає максимум часу, визначає частоту процесора. тож якщо етап ЦП, який займає максимум часу = 1 сек (наносекунд = 0,000000001 секунда), тоді ми можемо запустити цей процесор на частоті 1 ГГц (1/1 секунди). Це дуже базове пояснення дуже складної концепції, тому вона не надто точна і відрізняється між різними процесорами.

Ми живемо в морі молекул і атомів і т. Д., Коли антена передавача створює хвилю частоти, вона насправді не схожа на хлист (просто кажучи, НЕ ТЕХНІЧНО) цьому мору атомів і молекул, як хвиля, і коли ми говоримо про частоту в ланцюзі, дроті, з електричними характеристиками, ми зазвичай маємо на увазі альтернативний струм змінного струму, як вказують назви, він чергується між позитивним і негативним, таким чином створюючи синусоїду і можна назвати частотою.

Немає великої різниці, хоча і з передачею TX, коли ти їх взагалі дивишся.

Уявіть собі, коли передавач хоче надіслати сигнал, він надсилає хвилеподібний хлист, будь-який напрямок або форма вентилятора, він проникає все, крім чорних матеріалів, які перенаправляють або відображають його залежно від матеріалу чи частоти.
Уявіть собі, як батог, якщо ви рухаєте руками неодноразово і швидко, ви створюєте високу частоту, а якщо рухаєте повільно - низьку частоту.
Подивіться на хлист, швидкий хід має коротший діапазон, а повільний хід - більший діапазон.