Frequenzantwort ist das quantitative Maß des Produktionsspektrums eines Systems oder Geräts als Antwort auf einen Stimulus und wird verwendet, um die Dynamik des Systems zu charakterisieren. Es ist ein Maß des Umfangs und Phase der Produktion als eine Funktion der Frequenz im Vergleich mit dem Eingang. In einfachsten Begriffen, wenn eine Sinus-Welle in ein System an einer gegebenen Frequenz eingespritzt wird, wird ein geradliniges System an dieser derselben Frequenz mit einem bestimmten Umfang und einem bestimmten Phase-Winkel hinsichtlich des Eingangs antworten. Auch für ein geradliniges System, den Umfang des Eingangs verdoppelnd, wird den Umfang der Produktion verdoppeln. Außerdem, wenn das System Zeit-Invariant ist, dann wird sich die Frequenzantwort auch mit der Zeit nicht ändern.

Zwei Anwendungen der Frequenzansprechanalyse sind verbunden, aber haben verschiedene Ziele. Für ein Audiosystem kann das Ziel sein, das Eingangssignal ohne Verzerrung wieder hervorzubringen. Das würde einen gleichförmigen (flachen) Umfang der Antwort bis zur Bandbreite-Beschränkung des Systems mit dem Signal verlangen, das durch genau dieselbe Zeitdauer an allen Frequenzen verzögert ist. Diese Zeitdauer konnte Sekunden, oder Wochen oder Monate im Fall von registrierten Medien sein. Im Gegensatz, für einen Feed-Back-Apparat, der verwendet ist, um ein dynamisches System zu kontrollieren, ist das Ziel, verbesserte Antwort des Systems des geschlossenen Regelkreises verglichen mit dem unbezahlten System zu geben. Das Feed-Back muss allgemein auf die Systemdynamik innerhalb einer sehr kleinen Zahl von Zyklen der Schwingung (gewöhnlich weniger als ein voller Zyklus), und mit einem bestimmten Phase-Winkel hinsichtlich des befohlenen Kontrolleingangs antworten. Für das Feed-Back der genügend Erweiterung, den Phase-Winkel falsch verstehend, kann zu Instabilität für eine offene Schleife stabiles System oder Misserfolg führen, ein System zu stabilisieren, das nicht stabile offene Schleife ist. Digitalfilter können für beide Audiosysteme und Feed-Back-Regelsysteme verwendet werden, aber da die Ziele allgemein verschieden sind, werden die Phase-Eigenschaften der Filter für die zwei Anwendungen bedeutsam verschieden sein.

Bewertung und das Plotten

Das Schätzen der Frequenzantwort für ein physisches System ist allgemein mit Aufregen das System mit einem Eingangssignal verbunden, sowohl Eingang als auch Produktionszeitgeschichten messend, und die zwei durch einen Prozess wie Fast Fourier Transform (FFT) vergleichend. Ein Ding, für die Analyse zu beachten, besteht darin, dass der Frequenzinhalt des Eingangssignals die Frequenzreihe von Interesse bedecken muss oder die Ergebnisse für den Teil der nicht bedeckten Frequenzreihe nicht gültig sein werden.

Die Frequenzantwort eines Systems kann durch die Verwendung eines Testsignals zum Beispiel gemessen werden:

• die Verwendung eines Impulses zum System und das Messen seiner Antwort (sieh Impuls-Antwort)
• das Fegen eines unveränderlichen Umfangs bewegen sich der reine Ton durch die Bandbreite von Interesse und das Messen des Produktionsniveaus und der Phase hinsichtlich des Eingangs
• die Verwendung eines Signals mit einem breiten Frequenzspektrum (zum Beispiel hat digital erzeugtes maximales Länge-Folge-Geräusch oder Analogon weiße Geräuschentsprechung, wie rosa Geräusch gefiltert), und das Rechnen der Impuls-Antwort durch deconvolution dieses Eingangssignals und des Produktionssignals des Systems.

Die Frequenzantwort wird durch den Umfang der Antwort des Systems charakterisiert, die normalerweise in Dezibel (DB) oder als eine Dezimalzahl und die Phase gemessen ist, die in radians oder Graden, gegen die Frequenz in radians/sec oder Hertz (Hz) gemessen ist.

Diese Ansprechmaße können auf drei Weisen geplant werden: Durch das Plotten des Umfangs und der Phase-Maße auf zwei rechteckigen Anschlägen als Funktionen der Frequenz, einen Bedeuten Anschlag zu erhalten; durch das Plotten des Umfangs und der Phase angeln auf einem einzelnen polaren Anschlag mit der Frequenz als ein Parameter, um einen Anschlag von Nyquist zu erhalten; oder durch das Plotten des Umfangs und der Phase auf einem einzelnen rechteckigen Anschlag mit der Frequenz als ein Parameter, um einen Anschlag von Nichols zu erhalten.

Für Audiosysteme mit fast der gleichförmigen Verzögerung an allen Frequenzen kann der Umfang gegen den Frequenzteil des Bedeuten Anschlags alles sein, was von Interesse ist. Für das Design von Regelsystemen Bedeutet einige der drei Typen von Anschlägen [Nyquist, Nichols] kann verwendet werden, um Stabilitäts- und Stabilitätsränder des geschlossenen Regelkreises (Gewinn und Phasenränder) von der Frequenzantwort der offenen Schleife abzuleiten, vorausgesetzt, dass für die Bedeuten Analyse der Anschlag der Phase gegen die Frequenz eingeschlossen wird.

Anwendungen

In der Elektronik würde dieser Stimulus ein Eingangssignal sein. In der hörbaren Reihe wird darauf gewöhnlich im Zusammenhang mit elektronischen Verstärkern, Mikrofonen und Lautsprechern verwiesen. Radiospektrum-Frequenzantwort kann sich auf Maße von koaxialem Kabel, Doppelkabel, Videovermittlungseinrichtung, Radiokommunikationsgeräten und Antenne-Systemen beziehen. Frequenzansprechmaße von Infrasonic schließen Erdbeben und electroencephalography (Geistesblitze) ein.

Frequenzansprechvoraussetzungen unterscheiden sich abhängig von der Anwendung. In der hohen Audio-Treue verlangt ein Verstärker eine Frequenzantwort von mindestens 20-20.000 Hz, mit einer Toleranz so dicht wie ±0.1 DB in den Frequenzen des mittleren Bereichs ungefähr 1000 Hz jedoch in der Telefonie, eine Frequenzantwort von 400-4.000 Hz, mit einer Toleranz von ±1 DB ist für die Verständlichkeit der Rede genügend.

Frequenzansprechkurven werden häufig verwendet, um die Genauigkeit von elektronischen Bestandteilen oder Systemen anzuzeigen. Wenn ein System oder Bestandteil alle gewünschten Eingangssignale ohne Betonung oder Verdünnung eines besonderen Frequenzbandes wieder hervorbringen, wie man sagt, sind das System oder der Bestandteil "flach", oder haben eine flache Frequenzansprechkurve.

Sobald eine Frequenzantwort (z.B, als eine Impuls-Antwort) gemessen worden ist, das System zur Verfügung zu stellen, ist geradlinig und Zeit-Invariant, seiner Eigenschaft kann mit der willkürlichen Genauigkeit durch einen Digitalfilter näher gekommen werden. Ähnlich, wenn ein System demonstriert wird, um eine schlechte Frequenzantwort zu haben, kann ein digitaler oder analoger Filter auf die Signale vor ihrer Fortpflanzung angewandt werden, um diese Mängel zu ersetzen.

Siehe auch

• Impuls-Antwort
• Übertragungsfunktion
• Bedeuten Sie Anschlag
• Bandbreite (Signalverarbeitung)
• Audiosystem-Maße
• Vergängliche Antwort & Steady-Stateantwort

ZeichenBibliografie

• Luther, Arch C.; Inglis, Technik von Andrew F. Video, McGraw-Hügel, 1999. Internationale Standardbuchnummer 0-07-135017-9
• Völlig, Scott Hunter. Lebende Gesunde Verstärkung, Vallejo, Kalifornien, Artistpro.com, 1996-2002. Internationale Standardbuchnummer 0-918371-07-4

Links

• Universität Michigans: Frequenzansprechanalyse und Designtutorenkurs
• Schmied, Julius O. III: Die Einführung in Digitalfilter mit Audioanwendungen hat ein nettes Kapitel über die Frequenzantwort