Spektrisisältö

Spektrisisältö kuvaa sitä, miten suuren osan ilmiön energiasta tai voimasta jakautuu eri taajuuksille (tai vastaville aallonpituuksille). Se kertoo, millä taajuusalueilla tai millä aallonpituuksilla energiaa on eniten, ja on keskeinen käsite sekä signaalikäsittelyssä että spektritutkimuksessa. Spektrisisältö voidaan tarkastella sekä hetkellisesti että ajan kuluessa muuttuvissa ilmiöissä, jolloin puhutaan esimerkiksi spektrin koostumuksesta tai spektrisen tiheyden muutosnopeudesta.

Määrittely ja mittaus

Spektrisisällön voi määritellä signaalin taajuus- tai energiakoostumuksena. Aikadomainin signaali s(t) muunnetaan taajuusdomaniin Fourier-muunnoksella, jolloin saadaan taajuuslukuja kuvaava esitys S(f). Yleisesti tarkastellaan teho- tai voimapitoisuutta, kuten |S(f)|^2, joka kertoo kuinka paljon tehoa tietyllä taajuusalueella on. Optisessa ja spektrisissä mittauksissa puhutaankin usein spektrisestä voimakohdistuksesta tai spektrin jakautumisesta valon tai säteilyn aallonpituuksien mukaan. Instrumenteista tärkeimmät ovat spektrometrit ja spektrimittarit, jotka tuottavat spektrisisällön visuaalisen tai digitaalisessa muodossa.

Käyttökohteet

Spektrisisältö on keskeinen erityisesti äänisignaalien analyysissä (äänispektri), valon spektrissä (valon spektri ja spektrinen irradianssi), sekä kemiallisessa spektroskopiassa, missä emissio- ja absorptiospektrit paljastavat aineen koostumuksen ja rakenteen. Sitä käytetään myös materiaalitutkimuksessa, kaukovalvonnassa ja monissa signaalinkäsittelyn sovelluksissa. Spektrisisällön tulkinta riippuu usein mittausresoluutiosta, instrumentin vasteesta ja näytteen ominaisuuksista.