Taajuudet

Taajuudet ovat fysikaalinen suure, joka kuvaa värähtelyn toistuvuutta aikayksikössä. Taajuus ilmoitetaan hertseinä (Hz); suurennettuina yksikköinä käytetään kilohertsiä (kHz, 10^3 Hz), megahertsiä (MHz, 10^6 Hz) ja gigahertsiä (GHz, 10^9 Hz). Taajuus kertoo, kuinka monta täydellistä värähdystä tapahtuu yhdessä sekunnissa. Taajuus liittyy sekä ajan jaksoon että aallonpituuteen; tyypillinen kaava on f = 1/T ja aallonpituus lambda = v/f, missä v on aaltoliikkeen nopeus.

Taajuuksia esiintyy monissa ilmiöissä: ääniaaltojen lisäksi ne määrittävät sähkömagneettisen säteilyn ominaisuuksia. Ihmiskorva kuulee noin 20 Hz–20 kHz, mikä vastaa äänitaajuuksia. Alle 20 Hz olevia taajuuksia kutsutaan infrasoni, ja yli 20 kHz olevia taajuuksia kutsutaan ultraääniksi. Eri taajuusalueet vaikuttavat teknisiin sovelluksiin kuten äänentoistoon ja lääketieteellisiin tutkimuksiin.

Sähkömagneettisessa spektrissä taajuudet kattavat laajan alueen. Radio- ja telecommunications-tekniikassa taajuudet liikkuvat muutamasta kilohertseistä useisiin gigahertseihin. Yleisiä luokitteluita ovat LF (30–300 kHz), MF (300 kHz–3 MHz), HF (3–30 MHz), VHF (30–300 MHz), UHF (300 MHz–3 GHz), SHF (3–30 GHz) ja EHF (30–300 GHz). Esimerkkejä: AM- ja FM-radio, televisio, matkapuhelimet, Wi‑Fi sekä satelliittiyhteydet. Valon näkyvä taajuusalue on noin 4×10^14–7×10^14 Hz (noin 430–750 THz).

Mittaaminen ja mittaustekniikat. Taajuuksia mitataan ja seurataan taajuusmittareiden, spektrianalysaattoreiden sekä oskilloskooppien avulla. Digitaalisen signaalin käsittelyssä näytteenottotaajuus on valittava siten, että se ylittää vähintään kaksi kertaa analysoitavan suurimman taajuuden (Nyquistin periaate).