frekvensopløsningen

Frekvensopløsningen beskriver evnen til at adskille og identificere tætliggende frekvenser i et spektrum, som opnås gennem en frekvensanalyse af en tidsserie. Den afhænger af hvor lang tid dataene er registreret, samt hvilken vinduestype der anvendes i analysen. I praksis bestemmes den grundlæggende opløsning af den observerede tidslængde og prøvetagningsfrekvensen.

For en prøvetagning med samplingsfrekvensen Fs og N samples i en FFT er frekvensbåndets binafstand Δf lig med Fs/N. Den teoretiske mindste mærkbare frekvensafstand i en kontinuerlig måling er omtrent 1/T, hvor T er den samlede observationstid. Kortere data giver en bredere hovedlobe og dermed dårligere evne til at skelne tætliggende frekvenser.

Vinduesvalg påvirker opløsningen gennem hovedlobens bredde og sidelobersniveau: større hovedlobe giver dårligere frekvensopløsning og større leakage mellem frekvenser. Zero-padding øger antallet af frekvensprikker i spektret og giver glattere interpolation, men ændrer ikke den faktiske frekvensopløsning.

Sådan forbedres frekvensopløsningen: længere måleserie eller højere prøvetagning frekvens forbedrer Δf. Kombination med avancerede højopløsningsmetoder (såsom MUSIC eller ESPRIT) kan skelne tætliggende frekvenser under visse betingelser, men kræver modelantagelser og tilstrækkelig signalstyrke.

Anvendelser omfatter lyd-, vibration-, radar- og kommunikationsanalyse samt spektral overvågning. I praksis er der en indbygget tids-frekvens-handling: bedre opløsning kræver længere data, men kan være mindre robust over for non-stationære signaler og støj.