Frequency, cycles/unit   주파수, 진동수

(2023-07-26)

Temporal Frequency, 시간 주파수, 시간 진동수, Center Frequency, 중심 주파수, 지정 주파수, 특성 주파수


1. 주파수 (周波數), 진동수 (振動數), 빈도 (頻度) : (Frequency)

  ㅇ [물리,공학]  물리파동 현상의 반복성 
     - 진동하는 물체/신호의 `단위진동 회수`, `단위싸이클 개수`, `변화 속도`
        . 단위 당 반복 회수 [cycles/unit]

  ㅇ [통계]  빈도 (頻度)    ☞ 도수분포표 참조
     - 각 계급별 사건 발생 횟수


2. 주파수의 구분  :  시간, 공간 구분 (기초 과학 분야)시간 주파수, 공간 주파수 사용 분야 다름 
     - 일반 광학, 전자기학, 전자회로 등 대부분의 분야에서 시간 주파수가 주로 사용되나, 
     - 특히, 영상(광학상) 처리계에서는 공간 주파수가 더 많이 사용됨

  ㅇ 시간 주파수 (Temporal Frequency)  :  단위 시간파동의 개수 (f)
     - 시간 주기(Temporal Period)의 역수        f =  1/T   [차원 t-1(second)]
        . f          [Hz] = [cycles/sec] 또는 [1/sec] (시간 주파수)
           .. 2πf = ω  [rad/sec]   ☞ 각주파수 참조
        . T          [sec] (시간 주기)

     - 시간주파수는 `진동수(Frequency)` 라고도 함

  ㅇ 공간 주파수 (Spatial Frequency)  :  단위 길이파동의 개수 (κ)
     - 공간 주기(Spatial Period, 파장)의 역수   κ = 1/λ   [차원 m-1(meter)]
        . k [m-1]  :  파수 (Wave Number)
        . λ [m]  :  파장 (Wavelength)

     - 공간주파수는 `파수/파동수(Wave Number)` 라고도 함


3. 주파수의 구분  :  연속,이산 주파수 구분  (신호 처리 분야)연속시간 신호 
     - 아날로그 주파수        : f  [Hz] = [1/sec]
     - 아날로그 라디안 주파수 : ω = 2πf  [rad/sec] (각주파수)
        . 단위시간당 라디안 위상각 변화량

  ㅇ 이산시간 신호
     - 디지털 주파수          : F  = f/fs  [cycle/sample]
        . 아날로그 주파수 f를 샘플링율 fs로 나눈 값
     - 디지털 라디안 주파수   : Ω = 2πF  [rad/sample]
        . 단위샘플당 라디안 위상각 변화량


4. 주파수의 구분  :  무선 주파수의 구분  (산업 응용 분야)                ☞ 무선 주파수 (RF) 참조

 ㅇ 중심 주파수 (Center Frequency : 다음의 여러 정의가 가능)
     - 산술평균 주파수 : fc=(fU+fL)/2
     - 기하평균 주파수 : fc=√(fUfL)
     - 지정 주파수, 설계 주파수, 공진 주파수 등

  ㅇ [참고]
     - 지정 주파수 : 무선국에 지정되어 사용하는 주파수 
     - 특성 주파수 : 용이하게 식별되고, 측정할 수 있는 주파수
     - 주파수 허용편차 : 지정 주파수와 중심 주파수 사이에서 허용되는 편차
     - 전파 형식 : 전파의 필요주파수대폭, 변조 형식, 전송 형식(전신,전화,TV등)에 따른 분류 형식


5. 주파수의 표현 및 해석

  ㅇ 주파수별 표현
     - 주파수 성분별 크기의 도형적 표현 ☞ 스펙트럼 
     - 주파수별 전력밀도도형적 표현  ☞ 전력밀도스펙트럼

  ㅇ 주파수의 세밀한 표현 정도
     - 스펙트럼 분석기에서 IF 분해능분해 대역폭
     - 공간적으로 세밀한 표현의 척도  ☞ 공간 주파수, 공간 해상도

  ㅇ 주파수 해석/분석 상의 활용       ☞ 주파수영역 변환

  ㅇ 주파수에 따른 시스템응답 표현    ☞ 주파수응답, 도표적표현(보드선도,나이퀴스트선도 등)

  ㅇ 주파수의 배수 표현               ☞ 2배(옥타브), 10배(데케이드)

 
6. [물리]  시간,공간 간의 중요 관계식파동이 전파할 때, 공간과 시간을 연결해주는 개념이 속도임

  ㅇ  f =  υ / λ  또는  υ = f λ

     - 파장(λ)  : 공간적 개념          (파동의 진행 거리)
     - 주파수(f) : 시간적 개념          (파동의 반복 회수)
     - 속도(υ)  : 공간,시간을 관련시킴 (시간에 대한 위치 변화율)
        . 속도는 통상 `빛 속도`를 기준함
           .. 자유공간 상의 빛 속도는 불변의 물리 상수(Physical Constant)로 간주됨


7. [물리]  파동주파수 의존성 (Frequency Dependence)

  ※ ☞ 분산성 (Dispersion) 참조
     - 파동 특성이 파장 또는 주파수에 의존하는 성질
        . 물질굴절률,유전율매질 파라미터파동파장(주파수)에 따라 변하게되는 현상
     - 파동분산성 매질을 지날 때 => 주파수,파장,속도 등이 변함 : 주파수(파장) 의존성
     

8. [참고사항]

  ㅇ 주파수의 시간 변화
     - 주파수가 시간에 따라 변화 함   ☞ 순시 주파수
     - 라디안 위상각시간 변화율라디안 주파수/각 주파수
     - 움직임에 따른 겉보기 수신 주파수 변화   ☞ 도플러 효과 

  ㅇ 주파수의 대역 구분
     - RF 주파수대역별 구분(종류)     ☞ 무선주파수대역 (VLF,LF,HF,VHF,UHF,SHF 등)
     - 인간 청취 가능 주파수대역가청주파수

  ㅇ 주파수의 배치 현황
     - 주파수 현황주파수 현황
     - 주파수 배치               ☞ 주파수분배,주파수할당,주파수지정
 
  ㅇ 주파수의 측정
     - RF 주파수 측정 대상       ☞ 지정주파수,특성주파수,주파수허용편차 등
     - 주파수 측정 기기          ☞ 주파수 카운터(직독), 스펙트럼 분석기(주파수응답곡선) 등

  ㅇ 주파수의 선택성
     - 주파수의 선택 회로주파수 선택 회로 (공진회로,동조회로,탱크회로,필터회로 등)
     - 주파수의 통과,차단 등 ☞ 필터링 (LPF,BPF,HPF 등)

  ㅇ 주파수의 안정도
     - 주파수 안정도, 주파수 정확도, 주파수 편차, 주파수 허용 편차 등 참조

신호 특성량
   1. 위상   2. 주기   3. 주파수   4. 듀티사이클   5. 상승/하강 시간   6. 파고율,파형률   7. 대역폭  
파동의 특성량
   1. 진폭   2. 주기   3. 전파정수   4. 파장   5. 주파수   6. 각 진동수   7. 파동 속도   8. 위상 속도   9. 군 속도   10. 포락선   11. 파동 임피던스   12. 파동 세기   13. 파동 에너지  


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