Taajuusanalyysia

Taajuusanalyysi on menetelmä, jota käytetään signaalien tutkimiseen niiden taajuuskomponenttien perusteella. Signaali, joka voi olla esimerkiksi ääni, radioaalto tai jokin muu aaltoilmiö, voidaan hajottaa eri taajuuksilla värähteleviin yksinkertaisempiin osiin. Tämä hajotelma paljastaa, mitkä taajuudet ovat läsnä signaalissa ja kuinka voimakkaina ne esiintyvät.

Yleisin taajuusanalyysin muoto on Fourier-muunnos, joka muuntaa signaalin aikatasosta taajuustasoon. Fourier-muunnos voi olla sekä jatkuva (Fourier Series) että diskreetti (Discrete Fourier Transform, DFT). Diskreettiä Fourier-muunnosta käytetään usein digitaalisissa signaalinkäsittelysovelluksissa, ja sen tehokas toteutus tunnetaan nimellä nopea Fourier-muunnos (Fast Fourier Transform, FFT).

Taajuusanalyysia hyödynnetään monilla aloilla. Äänitekniikassa sitä käytetään esimerkiksi ekvalisaattoreissa äänen sävyn säätämiseen. Tietoliikenteessä se auttaa kanavien erottamisessa ja häiriöiden poistamisessa. Kuvankäsittelyssä taajuusanalyysia voidaan käyttää kuvan terävöittämiseen tai kohinan vähentämiseen. Myös fysiikassa ja insinööritieteissä taajuusanalyysi on keskeinen työkalu värähtelyjen, resonanssin ja muiden ilmiöiden ymmärtämiseksi. Analyysin tuloksena saadaan tyypillisesti spektri, joka kuvaa signaalin tehon tai amplitudin jakautumista eri taajuuksilla.