Taajuusominaisuuksia

Taajuusominaisuuksia kuvataan järjestelmän tai komponentin vasteena erilaisten taajuuksien signaaleille. Niiden tarkoituksena on selvittää, miten ulostulo muuttuu syötön taajuuden funktiona sekä amplitudina että vaiheena. Yleisesti taajuusominaisuudet kuvataan siirtofunktion H(jω) tai H(ω) avulla, joka määrittelee, miten signaali muuntuu.

Taajuusvaste koostuu magnitudivasteesta |H(jω)| ja vaihevasteesta ∠H(jω). Magnitudivaste kertoo, kuinka paljon kunkin taajuuden komponentti vahvistuu tai vaimenee, vaihevaste taas osoittaa signaalin viiveen suhteessa syötteeseen. Järjestelmät voidaan mallintaa lineaarisina ja epämuuttuvina (LTI), jolloin taajuusvaste on yksiselitteinen kuvaus koko järjestelmän käyttäytymisestä taajuusalueella.

Taajuusominaisuudet ovat keskeisiä suunnittelussa ja analyysissä. Esimerkiksi suodattimet ja vahvistimet muokkaavat taajuusvasteita siten, että järjestelmä soveltuu haluttuun käyttötarkoitukseen. Yleisiä ilmenemismuotoja ovat matalan ja korkeataajuuden läpäisy, kaistanläpäisy sekä notch- tai resonanssivasteet. Taajuusominaisuudet ovat olennaisia sekä sähkö- että mekaanisissa ja akustisissa sovelluksissa, joissa taajuudet vaikuttavat signaalin laatua, erottelukykyyn ja järjestelmän vakauteen.

Mittaaminen ja havainnointi tehdään usein Bode-käyrien, spektrianalysaattorien ja verkkoanalyysilaitteiden avulla, joilla saadaan magnitudin ja vaiheen taajuusvasteet.