Belangrijkste verschil - Bandbreedte versus frequentie

De voorwaarden bandbreedte en frequentie kan verschillende betekenissen hebben, afhankelijk van de context. Hier onderzoeken we deze termen met betrekking tot hun gebruik op het gebied van signaalverwerking. De grootste verschil tussen bandbreedte en frequentie is dat: frequentie verwijst naar het aantal keren dat een component van een signaal per seconde oscilleert, terwijl bandbreedte verwijst naar het frequentiebereik dat in een signaal kan worden opgenomen.

Wat is frequentie?

Gegevens worden vaak gecommuniceerd met behulp van signalen en signalen zijn gemaakt van golven. De frequentie van een signaal verwijst naar het aantal keren dat het signaal per seconde oscilleert en wordt meestal gemeten in hertz (Hz). In het geval van geluid is frequentie een maat voor de toonhoogte van het geluid: Hoogfrequente geluiden maken hoge ("hoge tonen") geluiden, terwijl laagfrequente geluiden lage ("bas") geluiden maken.

Een signaal kan worden beschouwd als gevormd door de toevoeging van vele golven met verschillende frequenties, zodat een signaal kan worden opgesplitst in a vermogensspectrum die geeft hoeveel vermogen wordt gedragen door elk van de componentfrequenties in een signaal. "Equalizers" weergegeven op muziekafspeelsoftware zijn een vereenvoudigde versie van een vermogensspectrum. Het laat zien op welke niveaus de verschillende frequenties aanwezig zijn in de muziek die op een bepaald moment wordt afgespeeld:

Een "equalizer"-display in een muziekspeler laat zien op welke niveaus de verschillende frequenties van geluiden op een bepaald moment in een golf aanwezig zijn.

EEN frequentiespectrogram kan worden geproduceerd door frequentie en tijd te gebruiken als de x- en y-assen in de grafiek, en door een kleurenschaal te gebruiken om de kracht van een bepaalde frequentie op een bepaald moment weer te geven. Het frequentiespectrogram voor een viool die wordt bespeeld, wordt bijvoorbeeld hieronder weergegeven:

Frequentiespectrogram voor een viool die wordt bespeeld.

In het bovenstaande diagram geeft de horizontale as de tijd weer, terwijl de verticale as de frequentie weergeeft. De 14 verticale "kolommen" geven aan dat er in die tijd 14 noten zijn gespeeld. De kleine horizontale balken vertegenwoordigen de harmonische frequenties waaruit elke noot bestaat.

Wat is bandbreedte?

Bandbreedte verwijst naar het bereik van componentfrequenties dat in een signaal is opgenomen. Als de minimale en maximale componenten van frequenties die voorkomen in een gemoduleerd signaal zijn:

en

, dan wordt de bandbreedte gegeven door

.

Wanneer de bandbreedte groter is, kan een groter aantal frequenties worden weergegeven door een signaal. AM-radiosignalen met een bandbreedte van 9-10 kHz kunnen bijvoorbeeld geen hogere geluidsfrequenties verzenden die FM-radio's, met bandbreedtes van 100-200 kHz, zonder problemen kunnen verzenden.

Het onderstaande diagram toont het frequentiespectrogram voor een FM-radiosignaal.

Een frequentiespectrogram voor signalen van een FM-radio-uitzending

In deze grafiek geeft de horizontale as de frequentie weer, terwijl de verticale as de tijd weergeeft. Zoals je kunt zien, is er een reeks frequenties die het signaal draagt. Dit bereik is de bandbreedte van dit signaal.

Verschil tussen bandbreedte en frequentie

Definitie:

Frequentie is het aantal keren dat een golf per seconde oscilleert. Omdat een signaal kan worden gemaakt van veel verschillende golven die als componenten werken, kunnen we de term frequentie gebruiken om te verwijzen naar het aantal keren dat een bepaalde component per seconde oscilleert.

De voorwaarde bandbreedte verwijst naar het totale bereik van componentfrequenties dat in een signaal kan worden ondergebracht.

Relatie met Pitch:

Op het gebied van geluid, frequentie bepaalt de toonhoogte van het geluid.

Bandbreedte bepaalt het bereik van de toonhoogte die in een signaal kan worden gecodeerd.

Afbeelding met dank aan:

"equalizer-eq-sound-level-digital-255396" door bykst (Eigen werk) [CC0 1.0], via Pixabay (Gewijzigd)

"Een spectrogram van een vioolgolfvorm…" door Antilived (gemaakt door gebruiker: Omegatron met Adobe Audition) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

"Spectrogram van een FM-radio-uitzending uit Duitsland…" door Casandro~commonswiki (Eigen werk) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons