Frequenzmerkmale

Frequenzmerkmale bezeichnen die charakteristischen Eigenschaften eines Systems oder Signals im Frequenzbereich. Sie beschreiben, wie ein System auf Eingangsgrößen unterschiedlicher Frequenzen reagiert und werden häufig durch die Übertragungsfunktion H(f) oder H(jω) beschrieben. Der Amplitudengang zeigt, wie stark verschiedene Frequenzen verstärkt oder abgeschwächt werden, der Phasengang, wie stark Phasenverschiebungen auftreten. Aus dem Amplitudengang lässt sich die Bandbreite bestimmen, oft definiert als die Frequenzspanne, in der die Ausgangsleistung mindestens die halbe Leistung der Maximalverstärkung erreicht. Typische Größen sind Grenzfrequenzen, Mittenfrequenz, Güte Q und Resonanzen.

In Filtern, Verstärkern oder Akustiksystemen geben Frequenzmerkmale Aufschluss über die Filtercharakteristik (Tiefpass, Hochpass, Bandpass, Bandsperre) und deren Eignung für bestimmte Signale. Im Bereich der Sprach- und Musiksignalverarbeitung helfen Frequenzmerkmale, Formantenstrukturen und spektrale Eigenschaften zu verstehen. In der Messpraxis werden Frequenzantworten oft als Bode-Diagramm, Spektrum oder Impedanzkurve dargestellt. Messgeräte wie Netzwerkanalysatoren oder FFT-basierte Spektrumanalysatoren werden eingesetzt, um H(f) zu bestimmen.

Es ist zu beachten, dass Frequenzmerkmale zeitabhängigen Bedingungen, Nichtlinearitäten oder Umgebungsfaktoren unterliegen können. Dennoch liefern sie eine kompakte, oft entscheidende Beschreibung des Verhaltens eines Systems gegenüber unterschiedlichen Frequenzen und dienen der Analyse, dem Design und der Fehlerdiagnose.