Ngày nay, khi tìm hiểu về các loại sóng hay các hình thức truyền tin, liên lạc trong việc kết nối, người ta thường nhắc tới tần số. Vậy tần số là gì? Tần số được tính như thế nào và những ứng dụng nào có liên quan đến tần số? Hãy cùng Bảo An tìm hiểu trong bài viết dưới đây.
- Tần số là gì? Tần số là một khái niệm vật lý đo lường số lần mà một sự kiện lặp lại trong một đơn vị thời gian. Trong các ứng dụng về sóng và điện tử, tần số thường được sử dụng để chỉ số lượng chu kỳ hoặc sự thay đổi của một tín hiệu trong một đơn vị thời gian.
- Tần số được đo bằng đơn vị hertz (Hz), đại diện cho một chu kỳ mỗi giây. Ví dụ, nếu một sự kiện xảy ra 100 lần trong một giây, thì tần số của nó là 100 Hz.
- Trong ngành điện tử, tần số cũng liên quan đến các khái niệm như tần số của tín hiệu điện, tần số của các sóng âm thanh và tần số của sóng vô tuyến. Tần số trong các hệ thống điện tử có ảnh hưởng lớn đến dải thông tin, khả năng truyền tải và hiệu suất của hệ thống.
- Hertz (Hz): một hertz bằng một chu kỳ mỗi giây.
- Thời gian: thời gian cần thiết để tạo ra một chu kỳ hoàn chỉnh của dạng sóng.
- Chu kỳ: Là khoảng thời gian giữa hai lần xuất hiện liên tiếp của sự kiện.
Tần số có thể tính qua liên hệ với chu kỳ, thời gian giữa hai lần xuất hiện liên tiếp của sự kiện. Tần số f bằng nghịch đảo chu kỳ T theo công thức: f = 1/T
Qua 2 phần trên, Bảo An đã giúp các bạn hiểu được tần số là gì và các khái niệm cơ bản liên quan đến tần số. Vậy có bao nhiêu loại tần số phổ biến? Hãy cùng Bảo An tìm hiểu trong phần dưới đây.
Trong lĩnh vực điện tử, tần số có ý nghĩa quan trọng và áp dụng trong nhiều khía cạnh khác nhau. Dưới đây là một số khái niệm về tần số trong lĩnh vực điện tử:
- Tần số của dòng điện: Tần số của dòng điện là số lần dòng điện lặp lại trong một đơn vị thời gian, được đo bằng đơn vị Hz.
+ Đối với dòng điện 1 chiều: Do biên độ của dòng điện một chiều sẽ có một đường thẳng có cường độ không thay đổi theo thời gian và theo một hướng nhất định. Chính vì thế mà tần số của dòng điện một chiều sẽ có giá trị là 0. Các ứng dụng cụ thể của dòng điện một chiều như ắc quy, pin dùng để khởi động ô tô, chiếu sáng, các thiết bị lập trình tín hiệu trong công nghiệp,…
+ Đối với dòng điện xoay chiều: Biên độ của dòng điện xoay chiều sẽ có hình dáng là một hình sin di chuyển đối xứng với nửa chu kì dương và nửa chu kì âm. Và chính vì chúng di chuyển theo dạng hình sin nên tần số dòng điện xoay chiều sẽ có giá trị khác 0. Cụ thể thì ở Việt Nam sẽ sử dụng dòng điện xoay chiều có tần số là 50Hz, tức là trong khoảng thời gian là 1/50s thì dòng điện sẽ quay về trạng thái ban đầu của nó, và nói một cách khác thì trong một giây dòng điện sẽ được lập lại khoảng 50 lần. Để đo tần số của dòng điện xoay chiều, người ta thường sử dụng đồng hồ vạn năng có chức năng đo tần số. Hãy cùng tham khảo hình ảnh và thông số kỹ thuật của sản phẩm Đồng hồ vạn năng HIOKI DT4256 hiện đang được phân phối ở Bảo An tại website baa.vn.
Hình 2: Tần số của dòng điện
- Tần số xung: Đây là tần số của xung điện, tức là số lần xung điện chuyển từ trạng thái cao (ON) sang trạng thái thấp (OFF) và ngược lại trong một đơn vị thời gian. Tần số xung là một yếu tố quan trọng trong các mạch số và hệ thống điện tử kỹ thuật số.
- Tần số xung clock: Đây là tần số của tín hiệu clock trong mạch điện tử. Tín hiệu clock thường được sử dụng để đồng bộ và điều khiển hoạt động của các thành phần trong mạch, như bộ nhớ, vi xử lý, và các thiết bị ngoại vi khác.
- Tần số tín hiệu radio và sóng vô tuyến: Trong ngành viễn thông và truyền thông, tần số được sử dụng để chỉ tần số của sóng radio và sóng vô tuyến. Các tần số này được sử dụng để truyền và nhận thông tin qua không gian không dây, bao gồm sóng radio AM, FM, sóng vô tuyến Wi-Fi, Bluetooth, và các chuẩn mạng di động như 4G và 5G.
Tần số là một yếu tố quan trọng trong thiết kế, phân tích và điều khiển các hệ thống điện tử. Việc hiểu và làm việc với các khái niệm tần số là cần thiết để nắm bắt và xử lý tín hiệu và dữ liệu trong lĩnh vực điện tử.
- Tần số của sóng âm thanh mức độ âm thanh được phát ra ngoài mà con người có thể nghe được. Đơn vị đo tần số âm thanh là hertz (Hz). Tần số của âm thanh xác định âm sắc của âm thanh đó, có nghĩa là nó định nghĩa cho chúng ta cảm nhận được âm thanh là trầm hay cao.
- Đối với con người, phạm vi tần số âm thanh có thể nghe được thường nằm từ khoảng 20 Hz đến 20.000 Hz (20 kHz). Tần số thấp hơn 20 Hz được gọi là hạ âm, tần số cao hơn 20 kHz được gọi là siêu âm.
- Trong âm nhạc, tần số âm thanh được sử dụng để tạo ra các nốt nhạc khác nhau, từ âm trầm đến âm cao. Các thiết bị âm thanh như loa và tai nghe được thiết kế để tạo ra các tần số khác nhau giúp cho trải nghiệm âm thanh đa dạng và phong phú.
- Tần số sóng điện từ đề cập đến số lần mà một chu kỳ của sóng điện từ lặp lại trong một đơn vị thời gian. Sóng điện từ là dạng truyền tải năng lượng trong không gian, bao gồm các dạng sóng như sóng radio, sóng micro, sóng ánh sáng, và các dạng sóng khác trong quang phổ điện từ.
- Tần số sóng điện từ được đo bằng hertz (Hz) và phạm vi tần số rất rộng, từ tần số thấp (kilohertz) cho đến tần số cực cao (petahertz). Dưới đây là một số ví dụ về tần số trong phạm vi quang phổ điện từ:
+ Sóng radio: Các tần số sóng radio nằm trong khoảng từ kilohertz (kHz) đến gigahertz (GHz). Ví dụ, các đài phát thanh AM sử dụng tần số khoảng từ 500 kHz đến 1600 kHz, trong khi sóng FM nằm trong khoảng từ 88 MHz đến 108 MHz.
+ Sóng micro: Sóng micro là một dạng sóng điện từ có tần số cao hơn sóng radio, thường nằm trong khoảng từ gigahertz (GHz) đến terahertz (THz). Sóng micro được sử dụng trong các ứng dụng như truyền thông không dây, radar, và các thiết bị y tế.
+ Sóng ánh sáng: Ánh sáng là một dạng sóng điện từ có tần số cao hơn sóng micro. Ánh sáng nhìn thấy có tần số nằm trong khoảng từ 430 THz (màu đỏ) đến 790 THz (màu tím). Ngoài ánh sáng nhìn thấy, sóng ánh sáng còn có các dải tần số khác nhau như tia hồng ngoại, tia tử ngoại, tia X, tia gamma.
Tần số sóng điện từ quyết định tính chất và ứng dụng của sóng, bao gồm khả năng truyền tải, tương tác với vật chất và khả năng xuyên trong không gian. Các ứng dụng của sóng điện từ rất phong phú, từ viễn thông và truyền thông, y học, khoa học vật lý cho đến công nghệ thông tin và nhiều lĩnh vực khác.
