Calcolatore periodo↔frequenza

Periodo e frequenza sono descrizioni reciproche dello stesso moto ripetitivo. Se un'onda o un oscillatore completa un ciclo intero ogni T secondi, la sua frequenza è f uguale a uno su T hertz; se conosce la frequenza in cicli al secondo, il periodo è semplicemente il reciproco di nuovo. Questo calcolatore accetta esattamente una grandezza nota —periodo in secondi o frequenza in hertz— e restituisce l'altra, più la frequenza angolare omega uguale a due pi f in radianti al secondo di cui la teoria del controllo e le formule dei circuiti CA spesso hanno bisogno. L'input zero è rifiutato con un errore di validazione chiaro perché dividere per zero non è una risposta fisica. I valori negativi fanno lo stesso andata e ritorno reciproco affinché i contesti con segno restino coerenti, mentre il lavoro di laboratorio ordinario usa quasi sempre magnitudi positive. Quando più avanti Le servirà la lunghezza d'onda dalla velocità d'onda, scostamenti Doppler o analisi spettrale, li tratti come landing separati invece di sovraccaricare questo convertitore elementare da T a f.

Il legame tra periodo e frequenza

Qualsiasi segnale strettamente periodico si ripete dopo un intervallo di tempo fisso chiamato periodo T, misurato in secondi quando si usano le unità di base SI. La frequenza f conta quanti di quei cicli entrano in un secondo, quindi l'unità è l'hertz, uguale a un ciclo al secondo. Le due grandezze sono reciproci esatti: f uguale a uno su T, e T uguale a uno su f.

Quell'identità è indipendente dal modello —non assume un'onda sinusoidale, un'orbita circolare né angoli piccoli; assume solo che una sola scala di tempo positiva descriva pienamente la ripetizione. Molte formule ingegneristiche preferiscono la frequenza angolare omega uguale a due pi f, che misura quanti radianti di avanzamento di fase al secondo per una sinusoide pura scritta come cos di omega t. Questa capacità calcola i tre numeri collegati a partire dallo scalare che Lei già conosce.

Dove la conversione periodo-frequenza compare nel lavoro reale

La fisica della scuola secondaria e i corsi universitari introduttivi assegnano senza fine esercizi a tabella che convertono periodi di pendolo, frequenze di rete CA, frequenze di altezza musicale e periodi di portante radio nell'unità complementare; un oracolo affidabile accelera la correzione e il montaggio di demo. Gli autori di firmware embedded convertono periodi di overflow del timer in frequenze di evento e viceversa configurando PWM, clock legati al baud UART o loop di campionamento, e hanno bisogno di un rifiuto onesto dello zero invece di Infinity silenzioso.

Ingegneri audio e designer di sintetizzatori mappano periodi di oscillatore in campioni o secondi in etichette in hertz per l'UI, mentre i progettisti di sistemi di controllo passano da stime di periodo di oscillazione a ciclo chiuso a margini di frequenza in radianti. I taccuini di laboratorio che registrano i cursori dell'oscilloscopio mostrano spesso il tempo tra picchi; convertire quel delta-t in frequenza è il primo passo prima di confrontare con una frequenza di linea nominale o un cristallo di clock.

Se più avanti Le servirà la lunghezza di un pendolo semplice da periodo e gravità, scostamenti Doppler di frequenza, estrazione di picchi di Fourier o lunghezza d'onda dalla velocità d'onda, li tratti come intenti di ricerca e landing separati invece di sovraccaricare questa pagina elementare di calcolatore da periodo a frequenza.