Frekvensvariasjon

Frekvensvariasjon er et begrep som beskriver endringer i den øyeblikkelige frekvensen til et periodisk signal over tid. Den øyeblikkelige frekvensen f(t) kan defineres som 1/(2π) dφ(t)/dt, der φ(t) er signalets fase. Variasjonen måles ofte relativt til en referansefrekvens f0 og uttrykkes som Δf(t) = f(t) − f0 eller som den relative fluktuasjonen y(t) = Δf(t)/f0.

Årsaker til frekvensvariasjon inkluderer ustabilitet i oscillatorer, temperatur- og aldersdrift, mekanisk stress og miljøpåvirkning, samt frekvensmodulering som en bevisst endring i frekvens (FM). Bevegelse mellom sender og mottaker gir Doppler-forskyvning og dermed tilsynelatende frekvensvariasjon. Av og til kan variasjonen være et resultat av kontrollsløyfer som fase- eller frekvenslåsing.

Måling og analyse: Frekvensvariasjonen blir analysert med tidsdomene metoder (for eksempel Allan deviation) og spektral analyse av fase og frekvens. I praksis skiller man mellom korttidsjitter (hurtige, små variasjoner) og langsiktige drift (endringer over minutter til dager). Begreper knyttet til frekvensstabilitet brukes i klokketeknologi, satellittnavigasjon og kommunikasjonsnettverk.

Betydning og anvendelse: For nøyaktig synkronisering er lav frekvensstøy og lav drift avgjørende. Frekvensvariasjon begrenser ytelsen til radiokommunikasjon, måleinstrumenter og avanserte måleopplegg. Teoretisk beskrives variasjonen ofte med støymodeller som hvit frekvensstøy, flicker-støy og tilfeldig vandring, som gir karakteristiske mønstre i y(t) og i fase-støy.