فرکانس

فرکانس یا بسامد یکی از مهمترین مفاهیم در فیزیک و مهندسی است که به عنوان یک ویژگی اساسی در سیستم‌های الکترونیکی، مخابراتی، صوتی و تصویری استفاده می‌شود. بسامد به معنای تعداد موج‌هایی است که در یک ثانیه عبور می‌کنند و با واحد هرتز (Hz) اندازه‌گیری می‌شود. برای مثال، بسامد یک موج صوتی با بسامد ۴۴۱۰۰ هرتز به معنای این است که در هر ثانیه، ۴۴۱۰۰ موج صوتی از گوشی یا دستگاه صدا پخش می‌شود.

صنایع مرتبط با فرکانس

صنایعی که در آنها فرکانس اهمیت دارد شامل:

بسامد در بسیاری از موارد، به عنوان یکی از معیارهای اصلی برای توصیف سیگنال‌های الکترونیکی و صوتی، تعیین باند عریض باند، بسامد کات، و سایر پارامترهای مرتبط با سیستم‌های الکترونیکی و ارتباطات استفاده می‌شود. در ادامه به بررسی بیشتر بسامد و اهمیت آن می‌پردازیم.

فرکانس چیست؟

بسامد برابری تعداد نوسانات یا چرخش‌های یک سیگنال در یک واحد زمان است. این مفهوم از اهمیت بسیاری برای فناوری ارتباطات، الکترونیک، فیزیک، صوت و تصویر و دیگر علوم برق و الکترونیک برخوردار است. بسامد با واحد هرتز (Hz) اندازه‌گیری می‌شود که برابر با یک چرخش یا نوسان در هر ثانیه است. به عنوان مثال، اگر یک سیگنال دارای بسامد 100 هرتز باشد، بدین معنی است که آن سیگنال در هر ثانیه 100 بار نوسان می‌کند.

بسامد می‌تواند در انواع مختلفی از سیگنال‌ها وجود داشته باشد، از جمله سیگنال‌های آنالوگ و دیجیتال. سیگنال‌های آنالوگ به صورت پیوسته و بدون قطعه‌بندی تولید می‌شوند، در حالی که سیگنال‌های دیجیتال توسط دستگاه‌های الکترونیکی به صورت دیجیتالی تولید می‌شوند.

کاربردهای فرکانس

در فناوری ارتباطات، بسامد بسیار مهم است. مثلاً در بسامد های بالا، ارتباطات بی‌سیم و ارتباطات فضایی با بسامدهای بسیار بالا برقرار می‌شوند. همچنین در فیزیک، بسامد بازتاب از جریان‌های الکتریکی و مغناطیسی و حرکت ذرات دارای بار الکتریکی استفاده می‌شود.
در موسیقی و صوت، بسامد مرتبط با ارتفاع صدا می‌باشد. هرچه بسامد یک صدا بیشتر باشد، ارتفاع آن بیشتر خواهد بود. همچنین در تصویربرداری، بسامد تعیین کننده‌ی وضوح تصویر است. بسامد بالا به معنی تعداد بیشتری از پیکسل‌ها در واحد زمانی است که باعث افزایش وضوح و دقت تصویر می‌شود.
در مهندسی برق، بسامد در مدارهای الکترونیکی و سیستم‌های کنترلی بسیار مهم است. برای مثال، در سیستم‌های صوتی، فرکانس بالا و کمی موجب تولید صداهای با تنظیمات مختلف می‌شود، در حالی که در سیستم‌های کنترلی، فرکانس می‌تواند تعیین کننده‌ی سرعت تناوب سیگنال‌ها باشد.
از جمله برنامه‌های کاربردی بسامد می‌توان به ابزارهای آزمایشگاهی، دستگاه‌های پزشکی، رادار، سیستم‌های پردازش سیگنال و غیره اشاره کرد. به طور کلی، بسامد به عنوان یکی از مهمترین مفاهیم در علوم برق و الکترونیک و همچنین در فناوری‌های مختلف، نقش مهمی در توسعه و بهبود زندگی انسان‌ها ایفا می‌کند.

پیشنهاد خواندنی: فرکانس کریر pwm

در دنیای ارتباطات بی سیم، بسامد نقش بسیار مهمی ایفا می‌کند. برای مثال، بسامد های باند گسترده مانند بسامد 2.4 گیگاهرتز و 5 گیگاهرتز در شبکه‌های وای فای استفاده می‌شوند. همچنین، بسامد های باند متوسط و پایین‌تر مانند بسامد 900 مگاهرتز و 1800 مگاهرتز در شبکه‌های موبایل مورد استفاده قرار می‌گیرند.
در علم آسمان‌شناسی، بسامد نیز نقش مهمی دارد. بسامد های مختلف از پرتوهای الکترومغناطیسی مانند اشعه‌ی مادون قرمز، نور مرئی و اشعه‌ی ماوراء بنفش استفاده می‌شود. به عنوان مثال، رادیوتلسکوپ‌ها از بسامد های بالای موج‌های رادیویی استفاده می‌کنند تا تصاویر بهتری از اجرام آسمانی را ارائه دهند.

در نهایت، بسامد در دنیای دیجیتال نیز بسیار مهم است. در کامپیوترها و دستگاه‌های الکترونیکی دیگر، بسامد می‌تواند معیاری برای سرعت پردازش و انتقال داده‌ها باشد. با افزایش بسامد پردازنده، سرعت کامپیوتر نیز افزایش می‌یابد و می‌توان بیشترین استفاده را از ظرفیت سیستم کرد.

اهمیت فرکانس

فرکانس به عنوان یکی از اصولی‌ترین مفاهیم در علوم برق و الکترونیک، به صورت وسیع در زندگی روزمره و فناوری‌های مختلف به کار می‌رود. بهبود بسامد و استفاده بهینه از آن می‌تواند به ارتقای نوآوری‌های فناوری، ارتباطات و حتی بهبود سلامتی افراد کمک کند. با این حال، نوسانات بسامدی می‌تواند نقش مهمی در بهبود یا خرابی عملکرد سیستم‌ها ایفا کند. به عنوان مثال، نوسانات فرکانسی می‌تواند در شبکه‌های الکتریکی، کامپیوترها و دستگاه‌های دیگر به خرابی و خطاها منجر شود.

آشنایی بیشتر با فرکانس

برای کسب اطلاعات بیشتر از فرکانس‌ها نیز می‌توانید مقالات زیر را مطالعه کنید.

به همین دلیل، بسیاری از سازمان‌ها و شرکت‌ها مطالعات گسترده‌ای بر روی فرکانس انجام می‌دهند تا از نوسانات آن در سیستم‌هایشان جلوگیری کنند. همچنین، استفاده از فرکانس‌هایی با ارتفاع و گسترده‌تر در شبکه‌های ارتباطی می‌تواند به بهبود پوشش و کیفیت ارتباطی منجر شود.

در نهایت، بهتر است برای بهره‌وری بهینه از فرکانس، از نرم‌افزارهای مرتبط برای اندازه‌گیری بسامد و تجزیه و تحلیل آن‌ها استفاده شود. همچنین، برای کاهش نوسانات فرکانسی و جلوگیری از خرابی‌ها، استفاده از تجهیزاتی مانند تثبیت کننده بسامد و اصلاح کننده بسامد می‌تواند مفید باشد. با توجه به اینکه فرکانس در بسیاری از حوزه‌های فناوری و علوم برق و الکترونیک اهمیت بسیاری دارد، بسیاری از کارشناسان و متخصصان در زمینه‌های مختلف به بررسی و بهبود آن مشغولند.