Amplitude-frekvenskarakteristik ( AFC ) er afhængigheden af amplituden af steady-state oscillationer af udgangssignalet fra et bestemt system af frekvensen af dets harmoniske indgangssignal [1] [2] . Frekvensrespons - en af systemets "frekvensrespons" (engelsk frekvensrespons) sammen med PFC og AFC .
I den matematiske teori for lineære stationære systemer beregnes frekvensresponsen for et stabilt system som afhængigheden af modulet af den komplekse overførselsfunktion af frekvensen. Frekvensresponsværdien ved en bestemt frekvens angiver, hvor mange gange amplituden af signalet af denne frekvens ved systemets udgang adskiller sig fra amplituden af udgangssignalet ved en anden frekvens. Typisk bruges frekvensresponsværdier normaliseret til det maksimale.
I matematik kaldes frekvensrespons modulet af en kompleks funktion. For at opbygge en frekvensgang kræves normalt 5-8 point i driftsfrekvensområdet fra ω min til ω jf . Disse karakteristika, såvel som tidsmæssige, indeholder information om egenskaberne ved lineære dynamiske systemer. [3]
På frekvensresponsgrafen i kartesiske koordinater er frekvensen plottet langs abscissen , og forholdet mellem amplituderne af systemets output- og inputsignaler er plottet langs ordinaten.
Typisk er frekvensaksen logaritmisk , da det viste frekvensområde kan variere over et ret bredt område (fra enheder til millioner af hertz eller rad /s). I det tilfælde, hvor den logaritmiske skala også bruges på y-aksen, kaldes frekvensresponsen normalt den logaritmiske amplitude-frekvenskarakteristik .
LACHH er meget udbredt i teorien om automatisk kontrol på grund af konstruktionens enkelhed og klarhed i studiet af opførsel af automatiske kontrolsystemer .
Frekvensresponsen af modtagekanalerne fra radar, kommunikation og andre radiotekniske systemer karakteriserer deres støjimmunitet. Det skal tages i betragtning, at under digital signalbehandling bliver frekvensresponsen periodisk repetitiv, derfor skal falske modtagebånd (de såkaldte sidesløjfer af frekvensresponsen (frekvensresponsens sidelob) [4] ) i digitale midler undertrykkes på stadiet af analog signalbehandling.
I multi-kanalsystemer, for eksempel i digitale antennearrays , spiller inter-kanal frekvensrespons identitet med inter-kanal korrelationskoefficienter op til 0,999 og højere i hovedpasbåndsområdet også en vigtig rolle. Jo højere dette tal og jo bredere båndbredde, som det opfylder kravene i, jo bedre er det muligt at minimere den multiplikative interferens, der opstår under inter-kanal signalbehandling. For at forbedre denne identitet kan specielle algoritmer til interkanalkorrektion af frekvensresponsen for de modtagende kanaler anvendes.
Da korrektionsfaktorerne generelt afhænger af niveauet af testsignaler, er det for multikanalsystemer af interesse at analysere afhængigheden af frekvensresponsen på niveauet af inputhandlingen inden for hele enhedens lineære dynamiske område . Den tilsvarende variant af frekvensresponsen vil have en tredimensionel afhængighed. Det bør dannes efter korrektion af frekvensresponsen for de analyserede enheder [5] .
Den klassiske metode til at måle frekvensresponsen er at påføre indgangen af det undersøgte objekt et harmonisk signal med en variabel frekvens med en konstant eller amplitude kendt for hver frekvens af signalet. I dette tilfælde måles forholdet mellem modulerne af amplituden af udgangs- og indgangssignalerne ( transmissionskoefficient ) for det undersøgte system for forskellige frekvenser.
For at reducere den tid, der kræves til dannelsen af frekvensresponsen, er det bedre at ændre frekvensen ved hjælp af en fejende frekvensgenerator - en målegenerator, der jævnt ændrer frekvensen af sit signal med en konstant amplitude over tid. Typisk ændrer disse generatorer jævnt deres genereringsfrekvens fra lave til høje frekvenser, og skifter derefter hurtigt frekvensen til den laveste, og gentager med jævne mellemrum processen. Sådanne generatorer kaldes fejede frekvensgeneratorer (GKCh) eller "fejegeneratorer " (fra det engelske feje - feje med en kost).
Disse metoder til successiv frekvensændring er ikke egnet til enheder med fungerende automatisk forstærkningskontrol (AGC), der udligner forskelle i værdierne af frekvensresponsen ved forskellige frekvenser, når overgangstiden fra en frekvens til en anden overstiger AGC-responstidskonstanten. De tillader heller ikke estimering af intermodulationsforvrængning mellem samtidigt opererende signaler af forskellige frekvenser. Metoden til måling af frekvensrespons ved hjælp af lineær-frekvensmodulerede signaler ( LFM ) tillader ikke kohærent akkumulering af signalspændinger for frekvenskomponenter i tid, derfor er dens nøjagtighed begrænset af betingelsen om tilstrækkeligt store signal-til-støj-forhold. Af denne grund er metoden ikke egnet til dannelse af tredimensionelle frekvensresponser, der karakteriserer det lineære dynamiske områdes afhængighed af frekvens, da den ved lave signal-støjforhold giver store fejl.
Der findes frekvensresponsmålere baseret på andre principper, for eksempel målere, der leverer et bredbåndssignal til indgangen på det undersøgte system, en bredbåndsimpuls med korte kanter eller målere med et støjsignal , der har en konstant effektspektraltæthed i frekvensbånd af betydning for måling . Systemets respons analyseres ved hjælp af en spektrumanalysator eller en Fourier Response Meter, som Fourier transformerer systemets respons fra tidsdomænet til frekvensdomænet for at danne en komplet respons.
Enhver metode til måling af frekvensrespons har visse fordele eller ulemper. Den passende måde at anvende målingen på afhænger af den specifikke opgave. For eksempel kræver den nævnte metode til måling af frekvensresponsen ved hjælp af et støjsignal ikke en frekvensresponsmåler som sådan; Teststanden består af en støjgenerator, en enhed under test (DUT) og en generel spektrumanalysator. Korrekt målt, inklusive, og DUT med AGC. Ulemperne ved denne metode er de høje omkostninger ved måling af bredbåndsstøjgeneratorer, som ofte overstiger prisen på selv en spektrumanalysator; og også, det værste, i sammenligning med chirpen, nøjagtigheden af resultatet i sektionerne af frekvensresponsen i stopbåndene.