Частота
Материал из МагВики::Справочник по автозвуку и электронике
xoxot (Обсуждение | вклад) | xoxot (Обсуждение | вклад) (→В автозвуке) | ||
Строка 3: | Строка 3: | ||
=== В автозвуке=== | === В автозвуке=== | ||
. Наше ухо способно реагировать на сравнительно небольшую полосу (участок) частот звуковых колебаний - примерно от 20 Гц до 20 кГц. Эта полоса вмещает всю обширнейшую гамму звуков, создаваемых голосом человека и симфоническим оркестром: от очень низких тонов, похожих на звук грома при грозе , до еле уловимого высокого писка комара. Колебания частотой до 25Гц, называемые [[wikipedia:ru:Инфразвук|инфразвук]], и свыше 20 кГц, называемые [[wikipedia:ru:Ультразвук|ультразвук]], мы не слышим. А если б наше ухо оказалось способным реагировать и на ультразвуковые колебания, мы, возможно, могли бы слышать колебания пестиков цветов, крылышек бабочек.А при грозе многие инфразвуковые составляющие грома мы чувствуем , а не слышим.При этом могут возникать панические настроения. Автомобильная звуковая система должна воспроизвести весь слышимый [[wikipedia:ru:Диапазон_частот|диапазон частот]] с равномерной [[АЧХ]] при помощи [[Головное устройство|CD-ресивера]] , [[Усилитель мощности|усилителя]] и [[АС]] . | . Наше ухо способно реагировать на сравнительно небольшую полосу (участок) частот звуковых колебаний - примерно от 20 Гц до 20 кГц. Эта полоса вмещает всю обширнейшую гамму звуков, создаваемых голосом человека и симфоническим оркестром: от очень низких тонов, похожих на звук грома при грозе , до еле уловимого высокого писка комара. Колебания частотой до 25Гц, называемые [[wikipedia:ru:Инфразвук|инфразвук]], и свыше 20 кГц, называемые [[wikipedia:ru:Ультразвук|ультразвук]], мы не слышим. А если б наше ухо оказалось способным реагировать и на ультразвуковые колебания, мы, возможно, могли бы слышать колебания пестиков цветов, крылышек бабочек.А при грозе многие инфразвуковые составляющие грома мы чувствуем , а не слышим.При этом могут возникать панические настроения. Автомобильная звуковая система должна воспроизвести весь слышимый [[wikipedia:ru:Диапазон_частот|диапазон частот]] с равномерной [[АЧХ]] при помощи [[Головное устройство|CD-ресивера]] , [[Усилитель мощности|усилителя]] и [[АС]] . | ||
+ | Звуки речи охватывают более узкий частотный диапазон: женская речь от 200 до 1 300 гц по основным частотам и до 8 000 гц С обертонами, мужская речь от 70 до 700 гц по основным частотам и до 5 000 гц с обертонами. Певческие голоса имеют следующие диапазоны звучания основных частот: бас 90 — 350 гц, тенор 130— 500 гц, сопрано 250—1 200 гц. Помимо частотных свойств, звучание различных инструментов и голосов характеризуется динамическим диапазоном, причем более мощные инструменты имеют больший диапазон. Также различен и динамический диапазон музыкальных ансамблей, что является следствием того, какими инструментами и в каком количестве создается максимальная и минимальная интенсивность звука (фортиссимо и пианиссимо). Наибольшим динамическим диапазоном обладает симфонический оркестр, у которого отношение интенсивности звука всего состава музыкальных инструментов к интенсивности звука скрипки—соло составляет 65—75 дб, т.е. в среднем 70 дб, что соответствует отношению интенсивностей в 107 раз. | ||
== Мгновенная частота и частоты спектральных составляющих == | == Мгновенная частота и частоты спектральных составляющих == |
Версия 11:58, 17 февраля 2010
Частота́ (англ. Frequency) — физическая величина, характеристика периодического процесса, равная числу полных циклов, совершённых за единицу времени. Стандартные обозначения в формулах — ,
,
или
. Единицей частоты в Международной системе единиц (СИ) в общем случае является герц (Гц, Hz). Величина, обратная частоте, называется периодом.
Содержание |
В автозвуке
. Наше ухо способно реагировать на сравнительно небольшую полосу (участок) частот звуковых колебаний - примерно от 20 Гц до 20 кГц. Эта полоса вмещает всю обширнейшую гамму звуков, создаваемых голосом человека и симфоническим оркестром: от очень низких тонов, похожих на звук грома при грозе , до еле уловимого высокого писка комара. Колебания частотой до 25Гц, называемые инфразвук, и свыше 20 кГц, называемые ультразвук, мы не слышим. А если б наше ухо оказалось способным реагировать и на ультразвуковые колебания, мы, возможно, могли бы слышать колебания пестиков цветов, крылышек бабочек.А при грозе многие инфразвуковые составляющие грома мы чувствуем , а не слышим.При этом могут возникать панические настроения. Автомобильная звуковая система должна воспроизвести весь слышимый диапазон частот с равномерной АЧХ при помощи CD-ресивера , усилителя и АС .
Звуки речи охватывают более узкий частотный диапазон: женская речь от 200 до 1 300 гц по основным частотам и до 8 000 гц С обертонами, мужская речь от 70 до 700 гц по основным частотам и до 5 000 гц с обертонами. Певческие голоса имеют следующие диапазоны звучания основных частот: бас 90 — 350 гц, тенор 130— 500 гц, сопрано 250—1 200 гц. Помимо частотных свойств, звучание различных инструментов и голосов характеризуется динамическим диапазоном, причем более мощные инструменты имеют больший диапазон. Также различен и динамический диапазон музыкальных ансамблей, что является следствием того, какими инструментами и в каком количестве создается максимальная и минимальная интенсивность звука (фортиссимо и пианиссимо). Наибольшим динамическим диапазоном обладает симфонический оркестр, у которого отношение интенсивности звука всего состава музыкальных инструментов к интенсивности звука скрипки—соло составляет 65—75 дб, т.е. в среднем 70 дб, что соответствует отношению интенсивностей в 107 раз.
Мгновенная частота и частоты спектральных составляющих
Периодический сигнал характеризуется мгновенной частотой, являющейся скоростью изменения фазы, но тот же сигнал можно представить в виде суммы гармонических спектральных составляющих, имеющих свои частоты. Свойства мгновенной частоты и частоты спектральной составляющей различны, подробнее об этом можно прочитать, например, в книге Финка.
Циклическая частота
В теории электромагнетизма, теоретической физике, а также в некоторых прикладных электрорадиотехнических расчётах удобно использовать дополнительную величину — циклическую (круговую, радиальную, угловую) частоту (обозначается ). Циклическая частота связана с частотой колебаний соотношением
. В математическом смысле циклическая частота — это первая производная полной фазы колебаний по времени. Единица циклической частоты — радиан в [[wikipedia:ru[Секунда|секунду]] (рад/с, rad/s) .
В механике при рассмотрении вращательного движения аналогом циклической частоты служит угловая скорость.
Частота дискретных событий
Частота дискретных событий (частота импульсов) — физическая величина, равная числу дискретных событий, происходящих за единицу времени. Единица частоты дискретных событий секунда в минус первой степени (с−1, s−1), однако на практике для выражения частоты импульсов обычно используют герц.
Частота вращения
Частота вращения — физическая величина, равная числу полных оборотов за единицу времени. Единица частоты вращения — секунда в минус первой степени (с−1, s−1), оборот в секунду. Часто используются такие единицы, как оборот в минуту, оборот в час и т. д.
Другие величины, связанные с частотой
- Ширина полосы частот —
- Частотный интервал —
- Девиация частоты —
- Период —
- Длина волны —
- Угловая скорость (скорость вращения) —
Метрологические аспекты
Измерения
- Для измерения частоты применяются частотомеры разных видов, в том числе: для измерения частоты импульсов — электронно-счётные и конденсаторные, для определения частот спектральных составляющих — резонансные и гетеродинные частотомеры, а также анализаторы спектра.
- Для воспроизведения частоты с заданной точностью используют различные меры — стандарты частоты (высокая точность), синтезаторы частот, генераторы сигналов и др.
- Сравнивают частоты [[wikipedia:ru[Частотный компаратор|компаратором частоты]] или с помощью осциллографа по фигурам Лиссажу.
Эталоны
- Государственный первичный эталон единиц времени, частоты и национальной шкалы времени ГЭТ 1-98 — находится во ВНИИФТРИ
- Вторичный эталон единицы времени и частоты ВЭТ 1-10-82 — находится в СНИИМ (Новосибирск)
Литература
- Сигналы, помехи, ошибки… Финк Л. М. — М.: Радио и связь, 1984
- Единицы физических величин. Бурдун Г. Д., Базакуца В. А. — Харьков: Вища школа, 1984
- Справочник по физике. Яворский Б. М., Детлаф А. А. — М.: Наука, 1981
Ссылки
- Радио Технические цепи и Сигналы
- Очерк А. Б. Сергиенко «Аналоговая модуляция»
- Сигналы и линейные системы
- ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАДИОТЕХНИКИ