Unterschied zwischen Bandbreite und Frequenz

Hauptunterschied - Bandbreite vs. Frequenz

Die Begriffe Bandbreite und Frequenz kann je nach Kontext unterschiedliche Bedeutungen haben. Hier untersuchen wir diese Begriffe hinsichtlich ihrer Verwendung im Bereich der Signalverarbeitung. Das Hauptunterschied zwischen Bandbreite und Frequenz ist das Frequenz bezieht sich auf die Häufigkeit, mit der eine Komponente eines Signals pro Sekunde schwingt, wohingegen Bandbreite bezieht sich auf den Frequenzbereich, der in einem Signal enthalten sein kann.

Was ist Frequenz?

Daten werden häufig unter Verwendung von Signalen übertragen, und Signale bestehen aus Wellen. Das Frequenz eines Signals bezieht sich auf die Anzahl der Schwingungen des Signals pro Sekunde und wird normalerweise in gemessen Hertz (Hz). Beim Ton ist die Frequenz ein Maß für den Ton Tonhöhe: Hochfrequente Töne erzeugen hohe Töne ("Höhen"), während niederfrequente Töne tiefe Töne ("Bass") erzeugen.

Ein Signal kann als durch die Addition vieler Wellen mit verschiedenen Frequenzen gebildet betrachtet werden, sodass ein Signal in ein Signal zerlegt werden kann Leistungsspektrum Dies gibt an, wie viel Leistung von jeder der Komponentenfrequenzen in einem Signal getragen wird. „Equalizer“, die in einer Musikwiedergabesoftware angezeigt werden, sind eine vereinfachte Version eines Leistungsspektrums. Es zeigt an, auf welchen Pegeln die verschiedenen Frequenzen in der zu einem bestimmten Zeitpunkt gespielten Musik vorhanden sind:

Ein Equalizer-Display in einem Musik-Player zeigt an, auf welchen Pegeln die verschiedenen Tonfrequenzen zu einer bestimmten Zeit in einer Welle vorhanden sind.

EIN Frequenzspektrogramm kann durch Verwendung von Frequenz und Zeit als erzeugt werden x und y Achsen in der Grafik und durch Verwendung einer Farbskala zur Darstellung der Leistung einer bestimmten Frequenz zu einem bestimmten Zeitpunkt. Das Frequenzspektrogramm für eine Geige, die gespielt wird, ist beispielsweise unten dargestellt:

Frequenzspektrogramm für eine Geige, die gespielt wird.

Im obigen Diagramm repräsentiert die horizontale Achse die Zeit, während die vertikale Achse die Frequenz darstellt. Die 14 vertikalen "Spalten" zeigen an, dass während der Zeit 14 Noten gespielt wurden. Die kleinen horizontalen Balken repräsentieren die harmonischen Frequenzen, aus denen jede Note besteht.

Was ist Bandbreite?

Bandbreite bezieht sich auf die Angebot von Komponentenfrequenzen, die in einem Signal enthalten sind. Wenn die minimalen und maximalen Frequenzanteile in einem modulierten Signal liegen  und , dann ist die Bandbreite durch gegeben .

Wenn die Bandbreite größer ist, kann eine größere Anzahl von Frequenzen durch ein Signal dargestellt werden. Beispielsweise übertragen AM-Funksignale mit einer Bandbreite von 9 bis 10 kHz keine höheren Tonfrequenzen, die FM-Radios mit Bandbreiten von 100 bis 200 kHz ohne Probleme übertragen können.

Das folgende Diagramm zeigt das Frequenzspektrogramm für ein UKW-Radiosignal.

Ein Frequenzspektrogramm für Signale einer UKW-Radiosendung

In diesem Diagramm stellt die horizontale Achse die Frequenz dar, während die vertikale Achse die Zeit darstellt. Wie Sie sehen, gibt es einen Frequenzbereich, den das Signal überträgt. Dieser Bereich ist die Bandbreite dieses Signals.

Unterschied zwischen Bandbreite und Frequenz

Definition:

Frequenz ist die Anzahl, wie oft eine Welle pro Sekunde schwingt. Da ein Signal aus vielen verschiedenen Wellen bestehen kann, die als Komponenten wirken, können wir den Begriff verwenden Frequenz gibt an, wie oft eine bestimmte Komponente pro Sekunde oszilliert.

Der Begriff Bandbreite bezieht sich auf den Gesamtbereich der Komponentenfrequenzen, die in einem Signal untergebracht werden können.

Beziehung zum Pitch:

In Sachen Sound, Frequenz bestimmt die Tonhöhe.

Bandbreite bestimmt den Tonhöhenbereich, der in einem Signal codiert werden kann.

Bildhöflichkeit:

“Equalizer-EQ-Sound-Pegel-Digital-255396” von bykst (Eigene Arbeit) [CC0 1.0], über Pixabay (Modifiziert)

"Ein Spektrogramm einer Geigenwellenform ..." von Antilived (Erstellt von Benutzer: Omegatron mit Adobe Audition) [CC BY-SA 3.0], über Wikimedia Commons

“Spektrogramm einer FM-Radio-Übertragung von Deutschland… ”Von Casandro ~ commonswiki (Eigene Arbeit) [CC BY-SA 3.0], über Wikimedia Commons