Différence principale - bande passante vs fréquence

Les termes bande passante et la fréquence peut avoir des sens différents selon le contexte. Ici, nous explorons ces termes en ce qui concerne leur utilisation dans le domaine du traitement du signal. Les différence principale entre la bande passante et la fréquence est que la fréquence fait référence au nombre de fois qu'un composant d'un signal oscille par seconde, tandis que la bande passante fait référence à la gamme de fréquences qui peut être contenue dans un signal.

Qu'est-ce que la fréquence

Les données sont souvent communiquées à l'aide de signaux, et les signaux sont constitués d'ondes. La fréquence d'un signal fait référence au nombre de fois que le signal oscille par seconde, et elle est généralement mesurée en hertz (Hz). Dans le cas du son, la fréquence est une mesure de la hauteur du son: les sons à haute fréquence produisent des sons aigus (« aigus ») tandis que les sons à basse fréquence produisent des sons graves (« graves »).

Un signal peut être considéré comme formé par l'addition de plusieurs ondes avec des fréquences différentes, de sorte qu'un signal peut être décomposé en un spectre de puissance qui donne la quantité de puissance transportée par chacune des fréquences composantes d'un signal. Les « égaliseurs » affichés sur les logiciels de lecture de musique sont une version simplifiée d'un spectre de puissance. Il montre à quels niveaux les différentes fréquences sont présentes dans la musique jouée à un moment donné:

Un affichage « égaliseur » dans un lecteur de musique montre à quels niveaux les différentes fréquences de sons sont présentes dans une onde à un moment donné.

UNE spectrogramme de fréquence peut être produit en utilisant la fréquence et le temps comme axes x et y sur le graphique, et en utilisant une échelle de couleurs pour représenter la puissance d'une fréquence particulière à un moment donné. Par exemple, le spectrogramme de fréquence d'un violon joué est illustré ci-dessous:

Spectrogramme de fréquence pour un violon joué.

Dans le diagramme ci-dessus, l'axe horizontal représente le temps tandis que l'axe vertical représente la fréquence. Les 14 « colonnes » verticales indiquent que 14 notes ont été jouées pendant le temps. Les petites barres horizontales représentent les fréquences harmoniques composant chaque note.

Qu'est-ce que la bande passante

La bande passante fait référence à la gamme de fréquences composantes contenues dans un signal. Si les composantes minimale et maximale des fréquences qui se produisent dans un signal modulé sont

et

, alors la bande passante est donnée par

.

Lorsque la bande passante est plus grande, un plus grand nombre de fréquences peut être représenté par un signal. Par exemple, les signaux radio AM qui ont une bande passante de 9 à 10 kHz ne parviennent pas à transmettre des fréquences sonores plus élevées que les radios FM, ayant des bandes passantes de 100 à 200 kHz, peuvent transmettre sans problème.

Le diagramme ci-dessous montre le spectrogramme de fréquence pour un signal radio FM.

Un spectrogramme de fréquence pour les signaux d'une émission de radio FM

Sur ce graphique, l'axe horizontal représente la fréquence tandis que l'axe vertical représente le temps. Comme vous pouvez le voir, il existe une gamme de fréquences que le signal transporte. Cette plage est la bande passante de ce signal.

Différence entre la bande passante et la fréquence

Définition:

La fréquence est le nombre de fois qu'une onde oscille par seconde. Puisqu'un signal peut être composé de nombreuses ondes différentes agissant comme des composants, nous pouvons utiliser le terme fréquence pour désigner le nombre de fois qu'un composant donné oscille par seconde.

Le terme bande passante fait référence à la gamme totale de fréquences composantes pouvant être prises en charge dans un signal.

Relation avec le pitch:

Au niveau du son, la fréquence détermine la hauteur du son.

Bande passante détermine la plage de hauteur qui peut être codée dans un signal.

Image de courtoisie:

"equalizer-eq-sound-level-digital-255396" par bykst (Travail personnel) [CC0 1.0], via Pixabay (Modifié)

"Un spectrogramme d'une forme d'onde de violon…" par Antilived (Créé par l'utilisateur: Omegatron à l'aide d'Adobe Audition) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons

"Spectrogramme d'une transmission FM-Radio depuis l'Allemagne…" par Casandro~commonswiki (Travail personnel) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons