InstrumentenResponseFunktion

Die InstrumentenResponseFunktion bezeichnet in der Mess- und Signalverarbeitung die charakteristische Reaktion eines Messsystems auf einen idealen Eingangsimpuls. Sie beschreibt, wie Eingabesignale durch das Instrument geformt werden und damit das gemessene Signal beeinflussen. In der Zeitdomäne entspricht die InstrumentenResponseFunktion der Impulsantwort des Systems; bei Linearität und zeitinvariante Systemen gilt y(t) = (x h)(t) + n(t), wobei h(t) die InstrumentenResponseFunktion ist. Im Frequenzbereich gilt Y(f) = X(f) H(f) + N(f).

Die InstrumentenResponseFunktion ist eng mit der Auflösungscharakteristik eines Instruments verbunden. Sie beschreibt, wie schmal oder breit reale Signale nach der Messung erscheinen. In der Spektroskopie, Bildgebung und anderen Messverfahren führt die IRF zur Verbreiterung von idealen Linien oder Punkten; das gemessene Profil ergibt sich als Faltung des wahren Signals mit der InstrumentenResponseFunktion. Die Genauigkeit einer Messung hängt daher wesentlich davon ab, wie gut die IRF charakterisiert und gegebenenfalls durch Entfaltung wiederhergestellt werden kann.

Bestimmung und Kalibrierung erfolgen typischerweise durch Messungen mit bekannten Referenzquellen, zum Beispiel nahezu deltafunktionalen Eingaben oder Standards mit bekannten Eigenschaften. Die IRF kann abhängig von Wellenlänge, Detektorverstärkung, Abtastrate, Temperatur und anderen Messparametern variieren. In der Praxis wird oft eine Deconvolution angewendet, um aus Messdaten das wahre Signal zu rekonstruieren; hierbei ist Regularisierung nötig, um Rauschen zu kontrollieren und Instabilitäten zu vermeiden.

Siehe auch: Impulsantwort, Transferfunktion, Punktspreadfunktion, Deconvolution.