فرکانس سیگنال چیست
فرکانس سیگنال چیست؟ فرکانس یک سیگنال به ما می گوید که سیگنال در طول یک ثانیه چند بار تکرار می شود و هر چرخه آن چند دوره است. واحدهای فرکانس بر حسب سیکل در ثانیه یا هرتز (به اختصار هرتز) هستند. بنابراین، یک سیگنال با فرکانس 100 هرتز، 100 چرخه (دوره) را در یک ثانیه طی می کند. هر دوره سیگنال 0.01 ثانیه است.
فرکانس سیگنال
فرکانس سیگنال جریان متناوب (ac) تعداد سیکل در ثانیه در یک موج سینوسی ac است. هر فرکانس سرعت تغییر جهت جریان در هر ثانیه است. در هرتز (Hz) اندازه گیری می شود، یک واحد اندازه گیری بین المللی که در آن 1 هرتز برابر با 1 سیکل در ثانیه است.
هرتز (هرتز) = یک هرتز برابر است با یک سیکل در ثانیه.
سیکل = یک موج کامل از جریان یا ولتاژ متناوب.
تناوب = یک نیم سیکل.
دوره = زمان مورد نیاز برای تولید یک سیکل کامل از شکل موج.
در ابتدایی ترین حالت، فرکانس تعداد دفعات تکرار یک چیز است. در مورد جریان الکتریکی، فرکانس تعداد دفعاتی است که یک موج سینوسی یک سیکل مثبت به منفی را تکرار یا کامل می کند. هرچه چرخه های بیشتری در ثانیه اتفاق بیفتد، فرکانس بالاتر است.
مثال: اگر گفته شود یک جریان متناوب فرکانس 3 هرتز دارد (نمودار زیر را ببینید)، این نشان می دهد که شکل موج آن 3 بار در 1 ثانیه تکرار می شود.
فرکانس سیگنال چیست
فرکانس سیگنال معمولاً برای توصیف عملکرد تجهیزات الکتریکی استفاده می شود. در زیر برخی از محدوده های فرکانس رایج آورده شده است:
1. فرکانس خط برق (معمولا 50 هرتز یا 60 هرتز).
2. درایوهای فرکانس متغیر که معمولاً از فرکانس حامل 1-20 کیلوهرتز (کیلوهرتز) استفاده می کنند.
3. محدوده فرکانس صوتی: 15 هرتز تا 20 کیلوهرتز (محدوده شنوایی انسان).
4. فرکانس رادیویی: 30-300 کیلوهرتز
5. فرکانس پایین: 300 کیلوهرتز تا 3 مگاهرتز (MHz).
6. فرکانس متوسط: 3-30 مگاهرتز.
7. فرکانس بالا: 30-300 مگاهرتز.
مدارها و تجهیزات اغلب برای کار در فرکانس ثابت یا متغیر طراحی می شوند. تجهیزاتی که برای کار در فرکانس ثابت طراحی شده‌اند، اگر در فرکانس‌هایی متفاوت از تعیین‌شده کار کنند، عملکرد غیرعادی دارند. به عنوان مثال، یک موتور ac که برای کار در فرکانس 60 هرتز طراحی شده است، اگر فرکانس به زیر 60 هرتز کاهش یابد، کندتر کار می کند، اگر فرکانس آن از 60 هرتز بیشتر شود، سریعتر کار می کند. برای موتورهای ac، هر تغییر در فرکانس باعث تغییر متناسب در سرعت موتور می شود. مثال دیگر این است که کاهش 5 درصدی فرکانس باعث کاهش 5 درصدی سرعت موتور می شود.
فرکانس یک سیگنال
سیگنال‌های دوره‌ای بیشتر با فرکانس (معمولاً به اختصار f ) شناسایی می‌شوند تا دوره آنها. فرکانس یک سیگنال معکوس دوره است. فرکانس یک سیگنال به ما می گوید که سیگنال در طول یک ثانیه چند بار تکرار می شود. واحدهای فرکانس بر حسب سیکل در ثانیه یا هرتز (به اختصار هرتز) هستند. بنابراین، یک سیگنال با فرکانس 100 هرتز، 100 چرخه (دوره) را در یک ثانیه طی می کند. دوره سیگنال 0.01 ثانیه است. سیگنال‌های فرکانس بالاتر با سرعت بیشتری تغییر می‌کنند و دوره‌های کوتاه‌تری نسبت به سیگنال‌های فرکانس پایین‌تر دارند.
نحوه اندازه گیری فرکانس
یک مولتی متر دیجیتال که دارای حالت شمارنده فرکانس است می تواند فرکانس سیگنال های ac را اندازه گیری کند و همچنین ممکن است موارد زیر را ارائه دهد:
ضبط MIN/MAX، که اجازه می‌دهد اندازه‌گیری‌های فرکانس در یک دوره مشخص یا به همان روشی که اندازه‌گیری‌های ولتاژ، جریان یا مقاومت ثبت می‌شوند، ثبت شوند. محدوده خودکار، که به طور خودکار محدوده فرکانس را انتخاب می کند، به جز زمانی که ولتاژ اندازه گیری شده خارج از محدوده اندازه گیری فرکانس باشد.
سیگنال در شبکه برق
شبکه های برق بسته به کشور متفاوت است. در ایالات متحده، شبکه مبتنی بر یک سیگنال بسیار پایدار 60 هرتز است، به این معنی که 60 بار در ثانیه چرخش می‌کند.
در ایالات متحده، برق خانگی مبتنی بر منبع تغذیه تک فاز 120 ولت متناوب است. توان اندازه گیری شده در یک پریز دیواری در خانه ای در ایالات متحده، امواج سینوسی تولید می کند که بین 170 ولت در نوسان است، با ولتاژ واقعی rms که 120 ولت اندازه گیری می شود. سرعت نوسان 60 سیکل در ثانیه خواهد بود.
هرتز به افتخار فیزیکدان آلمانی هاینریش هرتز (1857-1894) نامگذاری شده است که اولین بار امواج رادیویی را پخش و دریافت کرد. امواج رادیویی با یک سیکل در ثانیه (1 هرتز) حرکت می کنند. (به طور مشابه، تیک تاک ساعت 1 هرتز است.)
مرجع: اصول مولتی متر دیجیتال توسط Glen A. Mazur، ناشران فنی آمریکایی.