Частота периодического процесса

Частота́ — физическая величина, характеристика периодического процесса, равная числу полных циклов, совершённых за единицу времени. Стандартные обозначения в формулах — $~{\nu}$, $~f$ или $~F$. Единицей частоты в Международной системе единиц (СИ) в общем случае является герц (Гц, Hz). Величина, обратная частоте, называется периодом.

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

Основная статья: Угловая частота

В теории электромагнетизма, теоретической физике, а также в некоторых прикладных электрорадиотехнических расчётах удобно использовать дополнительную величину — циклическую (круговую, радиальную, угловую) частоту (обозначается $~ {\omega}$). Циклическая частота связана с частотой колебаний соотношением $~\omega = 2\pi f$. В математическом смысле циклическая частота — это первая производная полной фазы колебаний по времени. Единица циклической частоты — радиан в 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 — $~f_{max} - f_{min}$
• Частотный интервал — $~log(f_{max}/f_{min})$
• Девиация частоты — $~ \Delta f / 2$
• Период — $~1/f$
• Длина волны — $~ {v}/f$
• Угловая скорость (скорость вращения) — $~ d \phi / d t ; 2 \pi F_{BP.}$

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 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

См. также

• Частоты
• Физическая величина
• Период
• Спектр
• Диапазон частот
• Частотомер
• Герц (единица измерения)
• Девиация частоты