Voimakastaajuuksia

Voimakastaajuuksia on suomenkielinen termi, jolla tarkoitetaan signaalin ne taajuuskomponentteja, joilla on suurin osa signaalin energiasta tai tehosta. Ne ilmestyvät huippuina amplitudi- tai tehospektrissä ja voivat olla perustaajuuksia, ylierroksia (harmonikkoja) tai järjestelmän resonanssimodeja. Käsite on käytössä useilla aloilla kuvaamaan energisesti merkittävimpiä taajuuskomponentteja.

Käyttökonteksteja ovat signaalinkäsittely, akustiikka, värähtelyanalyysi ja sähkötekniikka. Esimerkiksi koneiden spektrissä voimakastaajuudet voivat kertoa käyttötilasta ja mahdollisista vioista: toistuvat huiput tiettyjen pyörimisnopeuksien läheisyydessä voivat viitata epätasapainoon, väärälaidan osuuteen tai laakerivikoihin. Akustiikassa vahvat taajuuskomponentit muokkaavat äänenvärin ja sävelkorkeuden tuntumaa. Sähköverkossa voimakastaajuudet liittyvät perusjännitteeseen (50 tai 60 Hz) sekä sen harmonikoihin, jotka vaikuttavat tehonlaatuun ja järjestelmän käyttäytymiseen.

Mitoitus ja analyysi: voimakastaajuuksia voidaan erottaa datasta Fourier’n muunnoksen eli muiden spektrianalyysimenetelmien avulla, jolloin saadaan spektri tai tehospektri. Aikavariansseissa taajuusmuutosten tutkimiseksi voidaan käyttää spektrogrammia, joka näyttää, miten taajuuskomponentit muuttuvat ajassa.

Tulkinta: voimakastaajuuksien tunnistaminen mahdollistaa monitoroinnin, diagnostiikan ja suunnitteluratkaisujen tekemisen. Esimerkiksi harmonisten tehon kasvu voi kertoa epälineaarisesta vääristymästä, ja uusien tai siirtyvien huippujen synty voi viitata muutoksiin järjestelmän tilassa.