Khái niệm về chu kỳ, tần số và bước sóng

1. Tần số là gì:

Tần số đề cập đến số lần dòng điện xoay chiều (AC) chuyển đổi giữa dương và âm trong 1 giây. Việc chuyển đổi này không xảy ra trong dòng điện một chiều (DC). Đơn vị tần số là hertz (Hz). Ví dụ: nếu dòng điện thay đổi giữa dương và âm 60 lần một giây, chúng ta nói rằng nó có tần số 60 Hz.

Hình 1. Biểu diễn tần số

Lượng thời gian cần điện áp của dòng điện xoay chiều để bắt đầu ở mức 0 (không), thay đổi từ dương sang âm, sau đó quay trở lại 0 (không) (tức là lượng thời gian cần thiết để hoàn thành một chu kỳ) được gọi là khoảng thời gian và tần số là nghịch đảo của chu kỳ. Tần số cao có nghĩa là nhiều sóng hơn mỗi giây và khoảng thời gian ngắn hơn, trong khi tần số thấp có nghĩa là ít sóng hơn mỗi giây và thời gian dài hơn.

Tần số RF là một sóng điện từ sử dụng AC (Alternating Current).

Đúng như tên gọi của nó, “tần số”, một cái gì đó xảy ra lặp đi lặp lại. Nó rất thường xuyên, nhất quán và lặp đi lặp lại.

Hình 2. Biểu diễn mối quan hệ tần số và chu kỳ

Có nhiều loại tần số khác nhau; ánh sáng, âm thanh và trong trường hợp của chúng ta đề cập ở đây là tần số vô tuyến (RF).

Tần số là số lần một sự kiện cụ thể xảy ra trong một khoảng thời gian xác định. Một thước đo tần số tiêu chuẩn là hertz (Hz)” – Định nghĩa CWNA về tần số v106

2. Chu kỳ

Dao động, hoặc chu kỳ, của dòng điện xoay chiều là một thay đổi duy nhất từ lên đến xuống rồi lại lên, hoặc là một sự thay đổi từ dương, sang âm rồi sang dương.” – Định nghĩa CWNA về chu kỳ

Hãy xem xét một vài ví dụ về Chu kỳ.

Ví dụ 1 – (1) Chu kỳ

Một chu kỳ, sự kiện được chỉ định, được đo thời gian 1 giây bằng 1 Hz. Như CWNA đã đề cập ở trên

Hình 3. Biểu diễn chu kỳ

Ví dụ 2 – (5) Chu kỳ

Năm chu kỳ, các sự kiện được chỉ định, đo được thời gian 1 giây bằng 5 Hz.

Hình 4. Biểu diễn 5 chu kỳ

Về mặt toán học đơn giản là : 1 và 5 chu kỳ mỗi giây. Hãy tưởng tượng trong giây lát 2.400.000.000 / 5.000.000.000 tỷ chu kỳ trong 1 giây. Đó là rất nhiều chu kỳ, vậy là số chu kỳ 2.4 GHz và 5 GHz (WiFi) sử dụng để vận chuyển dữ liệu từ trạm phát này qua không trung sang trạm khác khác.

Tần số cao đơn giản có nghĩa là có nhiều chu kỳ hơn mỗi giây.

Ví dụ 3 – Ví dụ tần suất thấp và tần số cao

Vì vậy :- Tần số chỉ đơn giản là một cái gì đó lặp đi lặp lại nhiều lần. Nó được đo bằng chu kỳ mỗi giây. Càng nhiều chu kỳ mỗi giây, tần số càng nhiều hoặc được tham chiếu là tần số cao hơn.

Hình 5. Biểu diễn tần số thấp và cao

3. Bước sóng

“Bước sóng là khoảng cách giữa các điểm tương tự trên hai sóng liên tiếp.” – Định nghĩa CWNA của Wavelength v106

Sóng RF có thể được đo tại các điểm khác nhau. Trong ví dụ dưới đây, tham chiếu số 1 là cách đo bước sóng thường xuyên nhất.

Ví dụ 4

Hình 6. Biểu diễn bước sóng

4. Biên độ

“Biên độ là chiều cao, lực hoặc công xuất của sóng” – Định nghĩa CWNA về Biên độ v106

Điều quan trọng cần nhớ – tần số, chu kỳ và bước sóng không đổi, tuy nhiên, độ cao của dạng sóng là động dựa trên công suất của sóng. Công suất càng cao, hoặc biên độ, hình thức sóng càng cao. Công suất hoặc biên độ càng thấp, dạng sóng càng thấp trong khi tần số, chu kỳ và bước sóng vẫn giữ nguyên.

Ví dụ 5 – Biên độ được thể hiện bằng mức cao của dạng sóng.

Hình 7. Biểu diễn biên độ

5. Pha

Pha là cùng một tần số, cùng một chu kỳ, cùng bước sóng, nhưng là 2 hoặc nhiều dạng sóng không được căn chỉnh chính xác với nhau.

“Pha không phải là một thuộc tính của chỉ một tín hiệu RF mà thay vào đó liên quan đến mối quan hệ giữa hai hoặc nhiều tín hiệu có cùng tần số. Pha liên quan đến mối quan hệ giữa vị trí của các đỉnh biên độ và đáy của hai dạng sóng.

Pha có thể được đo bằng khoảng cách, thời gian hoặc độ. Nếu các đỉnh của hai tín hiệu có cùng tần số được căn chỉnh chính xác cùng một lúc, chúng được cho là cùng pha. Ngược lại, nếu các đỉnh của hai tín hiệu có cùng tần số không được căn chỉnh chính xác cùng một lúc, chúng được cho là lệch pha.” – Định nghĩa CWNA về Pha v106

Hình 8. Biểu diễn pha của tín hiệu

Sự ảnh hưởng của pha đó đối với biên độ khi một trậm phát nhận được nhiều tín hiệu. Các tín hiệu có sự phân tách pha 0 (không) độ thực sự kết hợp biên độ của chúng, dẫn đến tín hiệu nhận được có cường độ tín hiệu lớn hơn nhiều, có khả năng gấp đôi biên độ. Nếu hai tín hiệu RF lệch pha 180 độ (đỉnh của một tín hiệu thẳng hàng với đáy của tín hiệu thứ hai), chúng sẽ loại bỏ nhau ra ngoài và cường độ tín hiệu nhận được hiệu quả là vô hiệu. Tách pha có tác dụng tích lũy. Tùy thuộc vào lượng tách pha của hai tín hiệu, cường độ tín hiệu nhận được có thể tăng hoặc giảm. Sự lệch pha giữa hai tín hiệu là rất quan trọng để hiểu được ảnh hưởng của một hiện tượng RF được gọi là đa đường.

Ví dụ 7

Dưới đây là một ví dụ về 2 sóng hình thành lệch pha 180 độ.

Hình 9. Biểu diễn pha của tín hiệu

Nếu hai tín hiệu RF lệch pha 180 độ (đỉnh của một tín hiệu nằm chính xác với đáy của tín hiệu thứ hai), chúng sẽ loại bỏ lẫn nhau và cường độ tín hiệu nhận được hiệu quả là vô hiệu.