Impulsanalyse

Impulsanalyse bezeichnet die Analyse des Verhaltens eines Systems als Reaktion auf ein impulsartiges Eingangssignal. Im Kontext linearer, zeitinvarianter Systeme wird durch das Eingangssignal δ(t) die Impulsantwort h(t) beschrieben, die das System vollständig charakterisiert: y(t) = h(t) * x(t) (Faltung). Das Impulszeichen δ(t) ist formal die Dirac-Delta-Verteilungsfunktion, die eine unmittelbare, breitbandige Anregung darstellt.

Die Impulsantwort liefert Informationen über das Frequenzverhalten, da das Fourier-Transform der Impulsantwort die Systemübertragungsfunktion H(ω) ist. Umgekehrt lässt sich aus bekannten H(ω) durch inverse Transformation die Impulsantwort gewinnen. Praktisch wird oft die zeitabhängige Impulsantwort durch Messung eines kurzen Impuls oder eines Sprungsignals und anschließende Deconvolution oder Differenzierung gewonnen.

Anwendungsgebiete umfassen Akustik und Raumakustik (Raumimpulsantwort, Echoanalyse), Strukturmechanik und Vibrationsanalyse (Modaltests mit Impulssignalen), Elektronik und Signalverarbeitung (Systemidentifikation, Rauschunterdrückung) sowie Fahrzeug- und Bauwerksprüfung. Typische Methoden sind Impulstests mit mechanischen oder elektronischen Impulsgeneratoren, Messungen mit Mikrofonen oder Sensorarrays sowie Deconvolutionstechniken zur Extraktion der Impulsantwort.

Beschränkungen: Die Theorie gilt primär für lineare, zeitinvariante Systeme; Nichtlinearitäten, zeitliche Varianzen oder starke Rauscheffekte schränken die Gültigkeit ein. Messfehler, endliche Abtastraten und Fensterung beeinflussen die Genauigkeit der abgeleiteten Impulsantwort.