Spektralbereich

Spektralbereich

Frequenzbereich heißt ein Bereich oder ein Spektrum eines über die Zeit wechselnden und wiederkehrenden Vorganges oder Ereignisses; siehe: Frequenz. Der Bereich ist nur insofern von spezifischem Interesse, wie es für die jeweilige Anwendung, Technik oder Wissenschaft von Bedeutung und wesentlich ist (Puls, Atmung, Licht, Ton, Radiowellen, Klimaperioden, Tiden u. v. a. m.).

Inhaltsverzeichnis

Systemtheorie

In der Systemtheorie allgemein sowie beispielsweise in Regelungstechnik und Signalverarbeitung im Besonderen unterscheidet man zwischen einer Darstellung im Zeitbereich (engl. time domain) und einer Darstellung im Frequenzbereich (engl. frequency domain).

Der Frequenzbereich ist auch die Frequenzdarstellung oder der Bildbereich der Fourier-Transformation als Werkzeug für die mathematische Behandlung von Signalen. Damit liegen im Frequenzbereich Systemgrößen wie z. B. Signale frequenzbezogen vor, also als Funktionen der Frequenz. Im Frequenzbereich gibt es – außer eben über den Umweg der Frequenz – keinen Zeitbezug. Musiker denken im Frequenzbereich, denn für sie ist es selbstverständlich, dass sich ein beliebiges Signal (Musik: ein Klang) aus verschiedenen Frequenzanteilen (Musik: Grundtöne, Obertöne) zusammensetzt. Durch Filter (Equalizer) können beliebige Signale wiederum in ihre Frequenzanteile zerlegt werden.

Systembeschreibungen im Zeitbereich liegen in Form von Differentialgleichungssystemen vor, die oft schwierig zu lösen sind. Durch die Transformation in den Frequenzbereich, z. B. mittels Laplace- oder Z-Transformation, lassen sich diese Gleichungen in einfache Polynome umwandeln, die sich auch einfach und sicher lösen lassen.

Mit Frequenzbereich wird auch der Übertragungsbereich in den technischen Daten elektrischer Geräte bezeichnet. Die Zusammenfassung mehrerer Frequenzbereiche gleicher Nutzung nennt man Frequenzband.

Messvorschrift für Frequenzbereich

Der übertragene Frequenzbereich wird durch die untere Grenzfrequenz und die obere Grenzfrequenz eingegrenzt. Die Grenzfrequenz einer elektronischen Schaltung ist diejenige Frequenz, bei der eine Ausgangsgröße, z. B. die Spannung, auf einen Wert von 3 Dezibel unter den 100 %-Bezugswert, also auf 70,7 % gesunken ist. Dabei ist gleichzeitig die Leistung auf 50 % abgesunken.

Frequenzbereich im elektromagnetischen Spektrum

Der Frequenzbereich ist auch ein durch Start- und Endfrequenz charakterisierter Abschnitt des elektromagnetischen Spektrums. Die Zusammenfassung mehrerer Frequenzbereiche gleicher Nutzung nennt man Frequenzband.

Literatur

  • Horst Stöcker: Taschenbuch der Physik. 4. Auflage, Verlag Harry Deutsch, Frankfurt am Main, 2000, ISBN 3-8171-1628-4
  • Thomas Görne: Tontechnik. 1. Auflage, Carl Hanser Verlag, Leipzig, 2006, ISBN 3-446-40198-9

Siehe auch

Frequenzraum

Weblinks


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