周波数帯域幅計算機
下限と上限の周波数から、帯域幅、中心周波数、Q値、比帯域幅を求めます。
周波数帯域幅を計算
下限と上限の遮断周波数をヘルツで入力してください。上限は下限より大きくする必要があります。
周波数帯域幅について
周波数帯域幅は、周波数範囲の上限と下限の間の幅です。この計算機は上限周波数から下限周波数を引き、絶対帯域幅をヘルツで求めます。算術中心周波数、Q値、比帯域幅も表示します。これらの関連する量は、フィルター、共振器、通信チャネル、センサー、増幅器など、有効な応答が特定の周波数区間に収まるシステムの特性を表すのに役立ちます。
算術中心周波数は、両端の周波数の和を二で割った値です。品質係数は通常 Q と書き、中心周波数を帯域幅で割った値です。Qが高いほど中心周波数に対して帯域が狭く、低いほど広くなります。比帯域幅は帯域幅を中心周波数で割った値で、ここではパーセントで表示します。例えば、中心周波数 2.44 GHz、帯域幅 80 MHz のチャネルは、比帯域幅が約 3.28 パーセント、Qが 30.5 です。
上下限を入力する前に、端点が何を意味するかを確認してください。フィルターの仕様では半電力点やマイナス三デシベルの遮断点がよく使われますが、システムによって占有帯域幅、送信マスク、有効応答、測定しきい値の定義は異なります。両端で同じ定義と単位を使って初めて、結果に意味が生まれます。入力前にキロヘルツ、メガヘルツ、ギガヘルツをヘルツに変換してください。帯域幅を正に保ち、Qを定義できるように、上限周波数は下限より大きくなければなりません。
算術中心周波数は、このページの式や多くの線形帯域幅の記述に適しています。一方、一部のフィルター設計や対数周波数設計では、遮断周波数の幾何平均を共振中心または対数中心として使います。狭帯域では両者は近い値ですが、周波数比が大きい場合は差が目立つことがあります。結果を使う前に、その分野で必要な慣例を確認してください。比帯域幅が約十パーセント未満なら一般に狭帯域と呼ばれますが、正確なしきい値は用途次第です。実際の周波数応答は長方形とは限らず、計算される四つの値に加え、リップル、ロールオフ、群遅延、雑音、隣接チャネル要件も重要です。詳細な工学判断には、測定またはシミュレーションで得た遮断点を使ってください。
周波数帯域幅の計算例
| 周波数範囲 | 計算した帯域幅 | 用途 |
|---|---|---|
| 2.40 GHz から 2.48 GHz | 80 MHz, Q 30.5 | 無線通信帯域 |
| 20 Hz から 20,000 Hz | 19,980 Hz, Q 0.501001 | 公称可聴周波数範囲 |
| 10 MHz から 10.001 MHz | 1 kHz, Q 10,000.5 | 狭帯域フィルター |
帯域幅を計算する方法
- 同じ遮断基準を使って下限と上限を決めます。
- 両方の周波数をヘルツに変換します。
- 下限値と、それより必ず大きい上限値を入力します。
- 「計算」を選択し、絶対帯域幅、中心周波数、Q値、比帯域幅を比較します。
よくある質問
周波数帯域幅はどう計算しますか?
上限周波数から下限周波数を引きます。両端の値には同じ単位と測定基準を使う必要があります。
Q値が高いと何を意味しますか?
中心周波数に対して帯域幅が狭いことを意味します。一般に、共振器や帯域通過フィルターの選択性が高いことを示します。
比帯域幅とは何ですか?
絶対帯域幅を中心周波数で割った値です。パーセント表示にすると、異なる規模の周波数範囲を比較しやすくなります。
中心周波数は常に算術平均ですか?
この計算機は、記載した公式に従って算術平均を使います。対数周波数や共振の設計では幾何平均を使う場合もあるため、適用される慣例を確認してください。
どこからが狭帯域ですか?
比帯域幅が約十パーセント未満というのが一般的な工学上の目安です。実用上の定義は用途、規格、使用する近似によって変わります。