Taajuus

Taajuus on ilmiön toistumisen nopeus ajan suhteen. Yleisesti ottaen taajuus f kertoo, kuinka monen täyden syklin ilmiö tekee sekunnissa. Tämän perusteella periodi T on ajanjakso, joka kuluu yhden syklin esiintymisestä loppuun; T = 1/f. Angular frequency ω antaa saman ilmiön kulmanopeuden ja on ω = 2πf.

Taajuuksia esiintyy monilla aloilla. Äänessä taajuus määrittää kuuluvan korkeuden: ihmisen kuuloalue on noin 20 Hz–20 kHz. Elektroniikassa taajuus kertoo vaihtovirran tai -jännitteeseen liittyvän värähtelyn nopeuden; yleisiä arvoja ovat 50 Hz tai 60 Hz maittain. Radiossa ja tietoliikenteessä taajuudet määräävät kantotaajuiset kanavat ja siirtokaistat; modulaatio ja spektrin hallinta liittyvät taajuuksiin. Digitaalisessa järjestelmässä näytteenottoaajuus fs määrää, kuinka usein signaali mitataan; Nyquistin periaatteen mukaan fs tulee olla vähintään kaksinkertainen fmaxille, jotta informaatio ei häviä.

Taajuudet mitataan ja ilmoitetaan SI-yksikkönä hertseinä (Hz). Yleisimmissä korkean taajuuden sovelluksissa käytetään kilohertsejä (kHz), megahertsejä (MHz) ja gigahertsejä (GHz). Taajuus ja resonanssi ovat keskeisiä järjestelmän vasteiden hallinnassa: tietyllä taajuudella vaste voi olla suurimmillaan, ja resonanssilla sekä Q-arvolla on merkittävä vaikutus vasteen kapealla taajuusalueella. Taajuus on siten sekä perusfysiikan että tekniikan ja arjen keskeinen käsite, esimerkiksi musiikin nuotit sekä langattomien laitteiden radiotoiminta.