这已经浮现在我脑海了,一切都有频率。像DC-DC转换器一样,我的范围是100 MHz(我知道这是带宽,但它具有频率单位)。我了解到,Astable 555的频率是基于电容和电阻值的标记和时空。然后,您可以使用带通滤波器,该滤波器可以滤除不同的频率,这是怎么回事?直流电如何产生频率?并且带宽和频率之间的关系因为它们具有相同的单位。
这已经浮现在我脑海了,一切都有频率。像DC-DC转换器一样,我的范围是100 MHz(我知道这是带宽,但它具有频率单位)。我了解到,Astable 555的频率是基于电容和电阻值的标记和时空。然后,您可以使用带通滤波器,该滤波器可以滤除不同的频率,这是怎么回事?直流电如何产生频率?并且带宽和频率之间的关系因为它们具有相同的单位。
Answers:
频率是重复事件的时间倒数。如果市电的一个周期为持续时间(0.02秒)的1/50秒,则一秒钟会有50个周期(1 / 0.02)。我们说频率是50 Hz。
频率单位为赫兹(Hz)。1 Hz等于每秒1个周期,这是它的旧名称(cps)。这是一个方便的单位,即使我们使用的周期很短,其前缀也为:MHz,GHz。对于更长的周期(接近或大于1 Hz),有时我们以分钟为单位:心律为70次/分钟(BPM),节拍器设置为100 BPM。
更长的周期通常表示为一段时间(1 /频率)。
每个系统都有其典型的(范围)频率。心跳约为1-2 Hz,蹦床的共振频率也约为1 Hz。无线电波的频率范围很广:30 kHz(对于10 km的相应波长)是VLF(非常低频),而微波炉的磁控管以2.45 GHz的频率“发射”。虽然无线电的30 kHz频率很低,但它已经远远超出了我们的听觉范围。
信号的较高频率(图片中的顶部轨迹)将在示波器上显示为比较低频率(底部轨迹)更快的重复。
作为恒定电压的“直流电”(DC)的频率为0 Hz。
带宽表示频率范围,从下限到上限。如果您的示波器可以处理高达100 MHz的DC(0 Hz)信号,则其带宽为100 MHz-0 Hz = 100 MHz。
从一般意义上讲,频率是重复出现的频率。通常以“每秒重复数”或赫兹(Hz)为单位。我的手表以1 Hz滴答作响。我以0.00000386 Hz的频率给草坪浇水。我的汽车方向灯以0.5 Hz的频率闪烁。而已!当然,当您考虑重复的内容时,事情会变得有些复杂。但是“频率”确实就是这么简单。
示波器或带通滤波器通常以Hz为单位,是指可以(或不能)通过的信号的频率。在这种情况下,它是指正弦波。
诸如555或其他时钟信号类型的电路之类的东西正在谈论信号切换的频率。
“ DC”一词经常被滥用,因此请不要太在意。大多数情况下,它指的是输出稳定电压的电源。但是它也可以指任何仅输出正电压信号的信号。或者,它可以指的是“几乎恒定”电压的信号。但是,如果信号真正不变,则其频率为零。
带宽和频率确实有关系-在很大程度上与汽车和棒球相关(它们都以每小时英里数来衡量)。
如上面的回答所述,频率是事件重复的量度。当您问了多个关于频率的问题时,让我描述一下在不同情况下的含义。
正弦波
在这种情况下,频率是一秒内信号中正(或负)峰的数量。正弦波是与交流电源相关的波的一个示例。因此,频率为60Hz的交流电源意味着其电压的正弦波每秒会重复60次。直流信号(它不会随时间变化)的频率据说为0 Hz。
正弦波在交流电源域之外更为有用和有意义。实际上,我们可以将信号分为两个部分:周期性(随时间重复某种模式的信号)和非周期性(不随时间重复的信号)。
正弦波是最基本的周期性信号。那是因为它只有一个与之相关的频率。我们可以使用不同频率的正弦波的某种组合来表示所有周期和非周期信号。周期信号由基频和谐波频率组成。例如,频率为100Hz的方波实际上表示其基频为100Hz,谐波频率(基频的整数倍)分别为200Hz,300Hz,400Hz等。与非周期性信号相关的频率需要更多一点涉及讨论,因此在此不再赘述。
筛选器
(电子)滤波器是从字面上“滤波”频率的设备。例如,如果一个滤波器说它是一个截止频率为1KHz的低通滤波器(LPF),则意味着当且仅当它的频率小于1 KHz时,任何进入其输入的正弦波才可以到达输出。因此,如果我们通过此LPF传递10Hz的方波,则在输出端我们只会看到方波的谐波,该谐波小于1000hz(100个谐波)。
如果我们不包括所有谐波(对于方波是无限的),并且将谐波(正弦波)与基频正弦波相加,则不会得到方波。但是,所得的波将是方波的近似值。因此,几乎不可能产生任何频率的精确方波。
DC-DC转换器
我认为这是您的主要问题,DC“事物”如何具有频率。实际上,DC-DC转换器使用方波(实际上是反复开关的开关)将一个DC电压(例如5V)转换为另一个DC电压(例如20 V)。因此,用于执行此功能(DC-DC转换)的开关频率称为DC-DC转换器的频率。
带宽和频率
让我们再次回到过滤器。我们刚刚看到了LPF的功能。还有其他类型的过滤器;高通滤波器(HPF),带通滤波器(BPF)等。让我们考虑一下BPF。BPF具有一个属性,它仅允许在固定值范围内的频率(正弦波)。截止频率为100Hz和5KHz的BPF将仅通过该范围内的频率,即频带。因此,我们可以说滤波器的“带宽”为(5000-100 = 4900 Hz。即使是LPF,带宽也可以等于截止频率本身。
带宽是除过滤器以外在更多上下文中使用的术语。更为笼统和宽松的解释是设备的运行速度(因此,如果该设备是一个滤波器,则假设我们不关心它的下限,那么该滤波器的上限是多少?)。
电脑频率
我知道您没有要求这样做,但这也是覆盖此主题的合适位置。当您说我有一台3 GHz计算机时,这是什么意思?
计算机具有CPU,该CPU使用数字电路执行所有数学和逻辑运算。CPU中的每个操作都分为一个或多个指令。然后将这些指令分为多个阶段。指令处理的每个阶段都需要一些时间,而占用最大时间的阶段则决定了CPU的频率。因此,如果占用最大时间的CPU阶段= 1ns(纳秒= 0.000000001秒),那么我们可以以1GHz(1 / 1ns)运行该CPU。这是一个非常复杂的概念的非常基本的解释,因此它不太准确,并且在不同的CPU上有所不同。
我们生活在一个由分子和原子等构成的海洋中,当发射天线产生频率波时,它实际上像鞭子一样(简单地说,不是从技术上讲)对这波原子和分子构成的海洋,当我们谈论具有电气特性的电路(电线)中的频率时,通常指的是交流电AC,顾名思义,它在正负之间交替,从而产生正弦波,可以称为频率。
一般而言,与TX传输并没有太大区别。
想象一下,当一个发射器想要发送信号时,它会发出挥舞着的鞭子,无论是全向还是扇形,它都能穿透除铁类材料以外的所有东西,铁质材料会根据材料或频率进行重定向或反射。
再次想象一下鞭子,如果您反复快速地移动手,则会产生一个高频,而如果您缓慢地移动它,则会产生一个低频。
看一下鞭子,快速移动的范围较短,而慢速的移动范围较大。