Tidsdomæneanalyse

Tidsdomæneanalyse er analysen af et signal eller et system i tidsdomænet, dvs. som funktion af tid. I stedet for at se på signalets frekvensindhold fokuserer tidsdomæneanalyse på amplitude, fase og timing af signalet over tid. For et lineært tidsinvariant (LTI) system fastslås udgangssignalet af indgangen via konvolution med systemets impulsrespons h(t). Derfor beskrives systemets opførsel gennem impulssvar og trin-svar.

Når signalet samples, anvendes tidsdomænebeskrivelser i diskret tid; operationer som summe og differens erstatter integral og konvolution. Autokorrelation og krydskorrelation bruges til mønstergenkendelse, tidsforskydning og måling af ligheder mellem signaler. Metoder i tidsdomænet omfatter tidsdomænefiltrering, envelope detection, zero-crossing-teknikker og analyse af transiente og støjinterferens.

Anvendelser omfatter elektronik og telekommunikation, kontrolsystemer, mekaniske vibrationer og strukturel sundhedsovervågning samt medicinske signaler som f.eks. EKG eller EEG. Fordelene ved tidsdomæneanalyse inkluderer en intuitiv forståelse af transiente processer, direkte måling og diagnostik af tidsmæssige hændelser samt enkel implementering i realtid. Ulemperne omfatter vanskeligheder ved at aflede tydelige ændringer i tæt pakket frekvensindhold samt behovet for lange observationsvinduer ved langsomme fænomener. I praksis supplerer tidsdomæneanalyse ofte frekvensdomæneanalyse ved at give indsigt i tidlige hændelser, der senere kan analyseres i frekvens- eller tid-frekvens-domæner (f.eks. Fourier og wavelets). Tidsdomæneanalyse er grundlæggende i systemidentifikation og signalbehandling.