frekvensinnhold

Frekvensinnhold refererer til hvilke frekvenskomponenter som finnes i et signal og hvor mye av energien som tilordnes hver frekvens. Det er en spektral beskrivelse som ofte fremstilles som magnitude- eller kraftspektrum som viser amplitude eller kraft som funksjon av frekvens.

Det meste av frekvensinnholdet kan beregnes ved hjelp av Fourier-transformasjoner. For kontinuerlige signaler brukes Fourier-transformasjonen, mens diskrete signaler benytter diskret Fourier-transform (DFT) eller FFT. Resultatet består av kompleksverdier som gir både amplituden (magnitude) og fasen ved hver frekvens.

Frekvensinnholdet gir informasjon om signalets bredde eller båndbredde. Nyquist-Shannon-teoremet sier at riktig rekreasjon av et signal krever en prøvetakingsfrekvens som er minst to ganger høyeste frekvens i innholdet (Fmax). Dersom prøvetakingsfrekvensen er lavere, oppstår aliasing. Området rundt høyeste signifikante frekvenser bestemmer båndbredden.

Ved ikke-stasjonære signaler er frekvensinnholdet tidsvarierende. Da brukes tid-frekvens-teknikker som korttids-Fourier-transform eller Wavelet-transform for å få en spektral utvikling over tid.

Frekvensinnhold spiller en viktig rolle i anvendelser innen lyd og musikk, tale- og datakommunikasjon, bilde- og medisinsk signalbehandling samt radar og bildeteknikk. Eksempler: en ren sinus har et enkelt peak i spektrum; støy har bredt spektrum.

Når man vurderer frekvensinnhold, bør man også være oppmerksom på fasen og på hvordan tid og frekvens er relatert. Selve magnitude-spektret sier noe om hvor mye energi som er til stede ved hver frekvens, mens fasen gir tidsinformasjon i signalet.