Frequenzempfindens

Frequenzempfindens bezeichnet die Fähigkeit eines Systems oder Organismus, auf unterschiedliche Frequenzen von Reizen oder Signalen unterschiedlich stark zu reagieren. Der Begriff wird in verschiedenen Bereichen verwendet, etwa in Biologie, Psychophysik, Akustik, Telekommunikation und Sensorik, und umfasst sowohl die menschliche Wahrnehmung als auch die frequenzabhängige Reaktion technischer Systeme.

Im biologischen Kontext beschreibt Frequenzempfindung vor allem die tonale Empfindlichkeit des Hörsystems. Die Cochlea weist eine tonotopische Organisation auf, sodass verschiedene Regionen auf unterschiedliche Frequenzen reagieren. Hörschwellen variieren über das Frequenzspektrum; der Mensch nimmt Töne von rund 20 Hz bis etwa 20 kHz wahr, wobei die Empfindlichkeit in hohen Frequenzen mit dem Alter abnimmt. Gleichlärm-Kurven und psychoakustische Skalen ergänzen das Verständnis davon, wie Lautstärke und Frequenz zusammenspielen.

In der Technik bezeichnet Frequenzempfindens die Frequenzantwort eines Systems. Hier beschreibt man, wie Amplitude und Phase eines Ausgangssignals in Abhängigkeit von der Frequenz variieren. Zentrale Konzepte sind die Transferfunktion H(jω), das Bode-Diagramm, Bandbreite, Grenzfrequenzen und der Q-Faktor. Anwendungen finden sich in Filterdesign, Lautsprechertechnik, Sensorik und Kommunikation, wo eine möglichst gewünschte oder kontrollierte Frequenzantwort angestrebt wird.

Messungen der Frequenzempfindung erfolgen meist durch Impuls- oder Swept-Sine-Tests, um die Frequenzantwort eines Systems zu ermitteln. Aus solchen Tests lassen sich FRF (Frequency Response Function), Resonanzen, Dämpfung und Verzerrungen ableiten. In der Praxis dient das Verständnis von Frequenzempfindens dazu, Systeme zu optimieren, Echokammern, Räume, Kopfhörer und Empfänger besser aufeinander abzustimmen.