Tidsdomenemåling

Tidsdomenemåling er en metode til at karakterisere dynamiske systemer ved at måle udgangssignalet som funktion af tid efter påført stimulus. I modsætning til frekvensdomæne-målinger fokuserer tidsdomenemåling på den tidsmæssige opførsel og transiente fænomener såsom forsinkelse, opstigning og dæmpning.

Processen involverer generering af et kendt inputsignal (f.eks. et trin- eller impulsignal), anvendelse af signalet på systemet og registrering af responsen som en tidsserie. Høje båndbredde og præcis tidsopløsning er typiske krav; samplingen må opfylde Nyquist-kriteriet for at undgå aliasing. Instrumenter inkluderer oscilloskop, højhastighedsdigitiserere og specialiserede teknikker som tidsdomenreflektometri (TDR) til kabelmåling og karakterisering af grænseflader.

Dataanalyse kan omfatte udledning af impulsrespons, optegnelse af step-respons og anvendelse af konvolution og deconvolution for at bevare eller rekonstruere systemets dynamik. Tilgangene giver ofte direkte indsigt i tidsmæssige karakteristika såsom opstigningstid, dæmpning og jitter.

Anvendelser spænder bredt: i elektronik og telekommunikation til analyse af komponenters transienter og kabelkabsdrejning, i materialeforskning til undersøgelse af tidslige egenskaber og dynamiske processer, samt i medicinsk teknologi til tidsdomæne billeddannelse og vævsdetektion. Fordele inkluderer evnen til at fange ikke-lineære og transiente fænomener og at måle impulsrespons direkte; udfordringer omfatter krav til udstyr, støj og kompleks dataanalyse.

Relaterede begreber inkluderer impulse response, step response, konvolution og dekonvolution; TDR er en velkendt anvendelse af tidsdomenemåling til fejlfinding i kabler.