Frequenzachse

Frequenzachse bezeichnet in der Signalverarbeitung die horizontale Achse in Darstellungen der Frequenzinhalte eines Signals, zum Beispiel in Spektren. Auf ihr wird üblicherweise die Frequenz f in Hertz (Hz) angegeben. Bei digitalen Signalen spielen auch Abtastrate f_s und die Nyquist-Frequenz f_s/2 eine Rolle, da sie den maximal darstellbaren Frequenzbereich bestimmen.

Lineare und logarithmische Skalierung sind gängig. Auf einer linearen Frequenzachse sind die Abstände benachbarter Frequenzen konstant, während eine logarithmische Achse große Frequenzbereiche kompakter darstellt und oft die Wahrnehmung von Klanghören besser widerspiegelt. In der Audiotechnik und Blindtests wird daher häufig eine log- oder semilogarithmische Frequenzachse verwendet.

Bei realen Signalen ist das Spektrum meist symmetrisch um die Nullfrequenz. Daher zeigen viele Darstellungen nur die positiven Frequenzen von 0 bis f_s/2 (einseitiges Spektrum). Manche Darstellungen arbeiten mit dem vollständigen zweidimensionalen Spektrum, das auch negative Frequenzen umfasst. Zusätzlich können Frequenzachsen in rad/s (ω) statt in Hz angegeben werden, wobei f = ω/(2π) gilt.

Anwendungen und Interpretation: Die Frequenzachse dient der Interpretation der Spektralverteilung, dem Breedten von Filtern, der Beurteilung von Rausch- und Störanteilen sowie der Berechnung von Leistungsdichtespektren (PSD). Die Wahl der Achsen- und Skalenform beeinflusst Lesbarkeit, Auflösung und Leckage, weshalb Fensterung, Abtastrate und Transformationsschema oft bewusst gewählt werden.