science >> Wetenschap >  >> Wiskunde

Hoe Harmonics-frequenties te berekenen

Harmonische trillingen worden gegenereerd wanneer oscillatie optreedt, zoals wanneer een radiozender wordt geactiveerd of een snaar wordt geraakt op een muziekinstrument. Hoewel dit in tijden soms wenselijk is in muziek, moeten harmonischen tot een minimum worden beperkt in radiotransmissies, aangezien sterke harmonischen de uitvoer op de grondfrequentie verzwakken en interferentie met transmissies op andere frequenties kunnen veroorzaken.

Het is gemakkelijk om Bepaal harmonischen omdat ze voorkomen in een geheel getal-veelvoud van de werkfrequentie of de frequentie van een noot die een instrument speelt.

Harmonieken bepalen

Bepaal de grondfrequentie door observatie of meting. Sally, een erkende amateur-radio-operator, heeft bijvoorbeeld haar zender geactiveerd en uitzendt op 3,77 MHz, wat wordt bevestigd op het digitale display van haar radio. Dit is de grondfrequentie voor haar zender tijdens haar uitzendsessie.

Brad, met een elektronisch apparaat om te zien of zijn piano deuntje is, bevestigt dat C boven het midden C op zijn piano correct is afgesteld op concertpitch, vibrerend op 523,3 Hz. Dit is de grondfrequentie die hij zal gebruiken om de juiste frequentie te bepalen voor de andere C-bankbiljetten die hij moet controleren.

Selecteer een geheel getal om een ​​harmonische te bepalen. Sally besluit het nummer 2 te selecteren, zodat ze de tweede harmonische kan bepalen. Ze kon 3 selecteren voor de derde harmonische of grotere hele getallen voor hogere harmonischen, maar harmonischen verzwakken in kracht naarmate ze verder weg zijn van de grondfrequentie. Als er geen signaal of een relatief zwak signaal is, gedetecteerd op de tweede harmonische, hoeft ze zich geen zorgen te maken over de hogere harmonischen.

Brad wil aan de piano alle C-noten boven midden C controleren Hij heeft al vastgesteld dat C boven middelste C correct is op 523,3 Hz, dus hij selecteert de gehele getallen 2, 3 en 4.

Vermenigvuldig de grondfrequentie met het geselecteerde gehele getal en noteer je antwoord. Sally vermenigvuldigt 3.77 MHz met 2 en ziet dat de tweede harmonische van haar grondfrequentie 7.54 MHz is. Sally noemt haar vriend Denise, die ongeveer twee mijl verderop woont, om te zien of Denise haar transmissie op 7,54 MHz kan horen. Denise vertelt Sally dat ze een zwak signaal van haar uitzending hoort. Sally besluit vervolgens om de derde harmonische te controleren. Ze vermenigvuldigt 3,77 MHz bij 3, wat resulteert in 11,31 MHz en vraagt ​​aan Denise om dat te controleren. Denise meldt dat ze niets hoort over de derde harmonische en Sally besluit dat ze niet te veel heeft om zich zorgen te maken over haar zender.

Voor de piano vermenigvuldigt Brad de fundamentele frequentie van C boven middelste C (523,3 Hz) door 2 om de tweede C boven middelste C te bepalen, en zijn resultaat is 1.046.6 Hz. Voor de resterende harmonischen zijn zijn antwoorden respectievelijk 1.569.9 en 2.093.2 Hz.