頻率頻寬計算機

根據下限與上限頻率,計算頻寬、中心頻率、品質因數及相對頻寬。

計算頻率頻寬
以赫茲輸入下限與上限截止頻率,上限必須大於下限。

關於頻率頻寬

頻率頻寬是某個頻率範圍上下限之間的跨度。本計算機以上限頻率減去下限頻率,求得以赫茲為單位的絕對頻寬,並提供算術中心頻率、品質因數與相對頻寬。這些相關數值有助於描述濾波器、共振器、通訊通道、感測器、放大器,以及有效響應位於特定頻率區間的各類系統。 算術中心頻率為兩個邊界頻率之和除以二。品質因數通常寫作 Q,等於中心頻率除以頻寬。Q 值高表示相對於中心頻率而言範圍較窄,Q 值低則表示範圍較寬。相對頻寬為頻寬除以中心頻率,此處以百分比顯示。例如,中心頻率為 2.44 GHz、頻寬為 80 MHz 的通道,相對頻寬約為 3.28%,Q 值為 30.5。 輸入上下限前,請先確認邊界代表什麼。濾波器規格常採半功率或負三分貝截止點,但其他系統對占用頻寬、發射遮罩、可用響應或量測門檻可能有不同定義。唯有兩個邊界採用相同定義與單位時,結果才有意義。輸入前請將千赫茲、兆赫茲或吉赫茲轉換為赫茲。上限頻率必須高於下限頻率,以確保頻寬為正且 Q 有定義。 算術中心頻率適用於本頁公式與許多線性頻寬描述。有些濾波器及對數頻率設計則使用截止頻率的幾何平均值作為共振或對數中心。窄頻帶時,兩種中心頻率很接近;頻率比很大時,差異可能相當明顯。套用結果前,請確認所屬領域採用的慣例。相對頻寬低於約百分之十通常稱為窄頻,但確切門檻視情境而定。實際頻率響應很少是矩形,因此除了四個計算值,也可能需要考慮漣波、滾降、群延遲、雜訊與鄰頻要求。詳細工程決策應使用實測或模擬得到的截止點。

頻率頻寬範例

頻率範圍計算頻寬應用
2.40 GHz 至 2.48 GHz80 MHz, Q 30.5射頻通訊頻段
20 Hz 至 20,000 Hz19,980 Hz, Q 0.501001標稱可聽頻率範圍
10 MHz 至 10.001 MHz1 kHz, Q 10,000.5窄頻濾波器

如何計算頻寬

  1. 使用相同的截止定義,確認下限與上限。
  2. 將兩個頻率都轉換為赫茲。
  3. 輸入下限值,以及嚴格大於下限的上限值。
  4. 選擇「計算」,比較絕對頻寬、中心頻率、Q 值與相對頻寬。

常見問題

頻率頻寬如何計算?

以上限頻率減去下限頻率。兩個邊界值必須使用相同單位與量測準則。

Q 值高代表什麼?

Q 值高表示頻寬相對於中心頻率較窄,通常代表共振器或帶通濾波器具有較高的選擇性。

什麼是相對頻寬?

相對頻寬等於絕對頻寬除以中心頻率。以百分比表示,可更容易比較不同尺度的頻率範圍。

中心頻率一定是算術平均值嗎?

本計算機依其列出的公式使用算術平均值。有些對數或共振設計改用幾何平均值,因此請確認適用慣例。

怎樣才算窄頻?

相對頻寬低於約百分之十是常見的工程經驗法則。實際定義取決於應用、標準與採用的近似。