Frekvensdomænemålinger

Frekvensdomænemålinger beskriver karakterisering af et systems dynamiske adfærd ved varierende frekvens. I stedet for at observere tidsforløbet af et signal analyseres forholdet mellem et påført input og systemets svar som funktion af frekvens. Den komplekse overføringsfunktion, ofte betegnet H(jω), beskriver både gain og faseafvigelse over frekvensen og giver indikation af resonanser og dæmpning.

Metoderne omfatter frekvenssweep med et sinusformet excitationssignal, tilkoblet en måleenhed og input/output-sensor, og måling af både magnitude og fase. Instrumenter som vektornetværksanalatorer (VNA), impedansanalysatorer og dynamiske mekaniske analysatorer anvendes til at bestemme overføringsfunktioner og impedanser. I nogle tilfælde anvendes impuls- eller multisine-stimuli og udføres i stationære tilstande eller over tid.

Data præsenteres typisk som Bode-diagrammer (magnituden i dB og fase i grader som funktion af logaritmisk frekvens) eller som Nyquist-diagrammer, der viser den reelle og imaginære del af H(jω). Overførselsfunktioner gør det muligt at identificere resonansfrekvenser, dæmpning og dynamiske begrænsninger samt at sammenligne modeller med målinger.

Anvendelser spænder fra elektronik og kommunikation til akustik, maskin- og bygningskonstruktion, materialeforskning og elektromagnetisk kompatibilitet. Frekvensdomænemålinger er nyttige ved karakterisering af filtre, forstærkere, sensorer og materialers viskoelastiske egenskaber.

Nøgleovervejelser omfatter antagelser om lineæritet og stationaritet, kalibrering af måleopsætningen (f.eks. åbne/short/load), støj og impedansomatching, samt risiko for fejl ved temperatur og miljøforhold.