Differenza tra larghezza di banda e frequenza

Differenza principale: larghezza di banda e frequenza

I termini la larghezza di banda e frequenza può avere significati diversi a seconda del contesto. Qui, esploriamo questi termini per quanto riguarda il loro utilizzo nel campo dell'elaborazione del segnale. Il differenza principale tra larghezza di banda e frequenza è quello la frequenza si riferisce al numero di volte in cui un componente di un segnale oscilla al secondo, mentre la larghezza di banda si riferisce all'intervallo di frequenze che possono essere contenute all'interno di un segnale.

Cos'è la frequenza

I dati vengono spesso comunicati tramite segnali e i segnali sono costituiti da onde. Il frequenza di un segnale si riferisce al numero di volte in cui il segnale oscilla al secondo, e solitamente viene misurato in hertz (Hz). Nel caso del suono, la frequenza è una misura del suono intonazione: I suoni ad alta frequenza emettono suoni acuti ("alti") mentre i suoni a bassa frequenza producono suoni di basso tono ("bassi").

Un segnale può essere considerato formato dall'aggiunta di molte onde con frequenze diverse, quindi un segnale può essere scomposto in a spettro di potenza che fornisce la quantità di energia trasportata da ciascuna delle frequenze componenti di un segnale. Gli "equalizzatori" visualizzati sul software di riproduzione musicale sono una versione semplificata di uno spettro di potenza. Mostra a quali livelli le diverse frequenze sono presenti nella musica riprodotta in un dato momento:

Un display "equalizzatore" in un lettore musicale mostra a quali livelli le diverse frequenze dei suoni sono presenti in un'onda in un dato momento.

UN spettrogramma di frequenza può essere prodotto usando la frequenza e il tempo come X e y assi sul grafico e utilizzando una scala di colori per rappresentare la potenza di una particolare frequenza in un dato momento. Ad esempio, lo spettrogramma di frequenza per un violino riprodotto è mostrato di seguito:

Spettrogramma di frequenza per un violino riprodotto.

Nel diagramma sopra, l'asse orizzontale rappresenta il tempo mentre l'asse verticale rappresenta la frequenza. Le 14 "colonne" verticali indicano che durante il tempo sono state suonate 14 note. Le piccole barre orizzontali rappresentano le frequenze armoniche che compongono ciascuna nota.

Cos'è la larghezza di banda

La larghezza di banda si riferisce al gamma delle frequenze componenti contenute in un segnale. Se le componenti minime e massime delle frequenze che si verificano in un segnale modulato sono  e , quindi la larghezza di banda è data da .

Quando la larghezza di banda è maggiore, un numero maggiore di frequenze può essere rappresentato da un segnale. Ad esempio, i segnali radio AM che hanno una larghezza di banda di 9-10 kHz non riescono a trasmettere frequenze più alte del suono che le radio FM, con una larghezza di banda di 100-200 kHz, possono trasmettere senza problemi.

Lo schema seguente mostra lo spettrogramma di frequenza per un segnale radio FM.

Uno spettrogramma di frequenza per segnali da una trasmissione radio FM

Su questo grafico, l'asse orizzontale rappresenta la frequenza mentre l'asse verticale rappresenta il tempo. Come puoi vedere, c'è una gamma di frequenze che il segnale porta. Questa gamma è la larghezza di banda di questo segnale.

Differenza tra larghezza di banda e frequenza

Definizione:

Frequenza è il numero di volte in cui un'onda oscilla al secondo. Poiché un segnale può essere costituito da molte diverse onde che agiscono come componenti, possiamo usare il termine frequenza per fare riferimento al numero di volte in cui un dato componente oscilla al secondo.

Il termine la larghezza di banda si riferisce alla gamma totale di frequenze componenti che possono essere ospitate in un segnale.

Relazione con Pitch:

In termini di suono, frequenza determina il tono del suono.

Larghezza di banda determina l'intervallo di intonazione che può essere codificato in un segnale.

Cortesia dell'immagine:

"Equalizzatore-eq-livello audio-digitale-255396" di bykst (Opera propria) [CC0 1.0], via Pixabay (Modificato)

"Uno spettrogramma di una forma d'onda del violino ..." di Antilived (Creato da Utente: Omegatron usando Adobe Audition) [CC BY-SA 3.0], tramite Wikimedia Commons

"Spettrogramma di una trasmissione FM-Radio da Germania... "di Casandro ~ commonswiki (Opera propria) [CC BY-SA 3.0], tramite Wikimedia Commons