Frekvensresponsmålinger

Frekvensresponsmålinger er målinger av hvordan et system responderer til ulike frekvenser. Hovedinnholdet er å kartlegge hvordan utgangssignalet varierer i størrelse og faselag i forhold til inngangssignalet over et frekvensområde. For de fleste analyser antas systemet å være lineært og tidsinvariant, slik at forholdet mellom inngang og utgang beskrives av en transferfunksjon H(f) eller FRF (frequency response function).

Typiske målemetoder inkluderer sinus-sveip (logaritmisk frekvensområde) og eksponensiell sine-sveip, samt andre signaler som MLS eller PRBS. Et målesystem sender et kjent inngangssignal gjennom systemet, og utgangen måles av sensorer eller høyttalere og mikrofoner. Ved hjelp av Fourier-transformasjon beregnes transferfunksjonen H(f) = Y(f)/X(f), som gir både magnitude |H(f)| og fase ∠H(f). Resultatet kan korrigeres for måleoppsettet og sensorenes egen respons, og ofte blir målingene gjennomsnittet over flere repetisjoner.

Praktisk oppsett omfatter signalgenerator, forsterker, måleinnganger og dataprogramvare for beregning og visualisering. I lyd- og akustikkapplikasjoner brukes ofte høyttalere og mikrofoner i et kontrollert miljø som et lydkammer eller et rom med akustiske forhold kjent. I mekaniske anvendelser måles responsen med passende sensorer som akselerometre eller trykksensorer.

Bruksområder inkluderer evaluering av lydutstyr som høyttalere og forsterkere, måling av rom- og bygningsrespons, og studier av mekaniske strukturer som enhetens vibrasjoner. Viktige hensyn er at målingen forutsetter linearitet og tidsinvariantitet; ikke-lineariteter, tidsvariasjon og støy kan forvrenge resultatene. Resultatene presenteres som magnitude- og faseplott over frekvens, og kan brukes til å beregne gruppeforsinkelse og systemets karakteristika.