Frekvensspektrum

Et frekvensspektrum (flertal frekvensspektra) er resultatet af en afbildning (opløsning i frekvenser eller (overlappende) vægtede frekvensintervaller) af en matematisk funktion (fx et tidssignal (i tidsdomænet)) til resultatfunktionen (i frekvensdomænet).

Frekvensdomænefunktionen består af punkter (kaldet frekvenskomposanter), som funktion af frekvensen (målt i Hz). En frekvenskomposant er et komplekst tal, som i rektangulær repræsentation består af en sinuskoefficient og en cosinuskoefficient. I polær repræsentation består frekvenskomposanten af en ikke-negativ amplitude og en fase. Den polære repræsentation anvendes hyppigst - og tit dropper man fasen og så fås et power spektrum (flertal power spektra).

Mange gange er man interesseret i logaritmen af amplituden, da fx lydsignaler og lyssignaler har frekvenskomposanter hvor det giver mere mening med en logaritmisk skala af amplituden. En bredt anvendt logaritmisk måde at afbilde amplituden på, er dB i forhold til en eller anden reference fx 1 volt (dBV), 1 mikrovolt (dBuV), 1 milliwatt (dBmW) og 1 watt (dBW).

Et frekvensspektrum kan fås ved (fx se spektrumanalysator):

• beregning ved hjælp digital eller analog signalbehandling med fouriertransformation.^[1][2]
• sende signalet ind i flere statiske analoge (eller digitale) båndpasfiltre og herefter måle amplituden af båndpasfilter-output.
• sende signalet ind i flere dynamisk afstembare analoge båndpasfiltre og herefter måle amplituden af båndpasfilter-outputtet som funktion af frekvensen.

1. ^ Analog Fouriertransformation: 17 Nov 2014, Pre-digital computer 'cranks out' Fourier Transforms. Boffins get a handle on pre-digital computer, restore it to working order Citat: "...designer Albert Michelson...As “Engineer guy” Bill Hammack explains in the video below (third in his series), the machine operation is surprisingly simple: the user sets the wave they want analysed in the rocker bars of the machine and turns the crank. The pen outputs the coefficients - in other words, the sine waves (fundamental and harmonic) that make up the input function, and their relative amplitude...That limits it to analysing a waveform with 20 samples. However, as they note in the book, Michelson also constructed an 80-sample machine...", backup
2. ^ Analog Fouriertransformation: Albert Michelsons harmonic analyzer, , Video-serie: (1/4) Intro/History: Introducing a 100-year-old mechanical computer Arkiveret 13. september 2016 hos Wayback Machine, (2/4) Synthesis: A machine that uses gears, springs and levers to add sines and cosines Arkiveret 15. august 2016 hos Wayback Machine, (3/4) Analysis: Explaining Fourier analysis with a machine Arkiveret 9. juni 2016 hos Wayback Machine, (4/4) Operation: The details of setting up the Harmonic Analyzer Arkiveret 9. juni 2016 hos Wayback Machine