Frekvenca spektro

Familiaraj konceptoj asociitaj kun frekvencaj spektroj estas koloroj, melodiaj notoj (tonoj), unudirektaj kanaloj de radiofonio aŭ televido, kaj eĉ la regula turniĝado de la tero.

neniu|eta|400px|dekstra|Radia spektro de Fero
Fonto de lumo povas havi multajn kolorojn miksitajn kune kaj en malsamaj kvantoj (intensecoj). Ĉielarko aŭ prismo, sendas la malsamajn frekvencojn laŭ malsamaj direktoj, farante ilin individue videblajn je malsamaj anguloj. Grafikaĵo de la intenseco grafike prezentita kontraŭ la frekvenco (montranta la kvanton de ĉiu koloro) estas la frekvenca spektro de la lumo. Kiam ĉiuj videblaj frekvencoj ĉeestas en egalaj kvantoj, la efiko estas la koloro blanka, kaj la spektro estas rekta linio. Pro tio, la plat-liniajn spektrojn oni ĝenerale ofte nomas kiel blankaj, sendepende de tio ĉu ĝi reprezentas lumon aŭ iu alian.

Simile, fonto de sono povas havi multajn malsamajn frekvencojn miksitajn kune. Ĉiu frekvenco plivigligas malsam-longajn sensilojn en oreloj. Kiam nur unu longo estas precipe plivigligita, oni aŭdas noton. Neŝanĝiĝema siblanta sono aŭ subita karambolo plivigligas ĉiujn sensilojn, do oni diras, ke ĝi enhavas kvantojn da ĉiuj frekvencoj en onia aŭdebla gamo. Aferoj en nia ĉirkaŭaĵo, kiujn oni nomas bruoj ofte enhavas multajn malsamajn frekvencojn. Pro tio, kiam la sona spektro estas plata, ĝi estas nomata blanka bruo. Kaj tiu termino pruntiĝas en aliajn tipojn de spektroj krom sono.

Ĉiu stacio de radiofonio aŭ televido elsendas ondon laŭ asignita frekvenco (alinome kanalo). Radiofonia anteno adicias ilin ĉiujn kune en unusolan funkcion de amplitudo (tensio) kontraŭ tempo. La radiofona agordilo elprenas po unu kanalo je fojo (samkiel ĉiu el la sensiloj en niaj oreloj). Iuj kanaloj pli fortas ol aliaj. Se ni farus grafikaĵon de la forteco de ĉiu kanalo kontraŭ la frekvenco de la agordilo, tio estus la frekvenca spektro de la antena signalo.

La turniĝado de la tero havas nur unu frekvencon kaj neniam ŝanĝiĝas. Do la koncepto de "spektro" estas ne aparte utila en tiu kazo.

 Spektra analitiko 
Analitiko signifas malkomponadi ion kompleksan en pli simplajn, pli bazajn partojn. Kiel ni jam vidis, estas fizika bazo por modeli lumon, sonon, kaj radio-ondojn, ĉar tiuj konsistas el diversaj kvantoj de ĉiuj malsamaj frekvencoj. Iu ajn procezo, kiu mezuras la diversajn kvantojn kontraŭ frekvenco povas nomiĝi spektra analitiko. Tio fareblas dum multaj mallongaj segmentoj de tempo, aŭ malpli ofte dum pli longaj segmentoj, aŭ nur unufoje por determinisma funkcio (kiel ).

La konverto de Fourier de funkcio produktas spektron de kiu la originala funkcio povas esti rekonstruita (alivorte sintezita) per inversa konverto. Do ĝi estas inversigebla. Por tion fari, ĝi konservas ne nur la grandecon de ĉiu frekvenca komponanto, sed ankaŭ ties fazon. Ĉi tiu informo prezenteblas kiel 2-dimensia vektoro aŭ kompleksa nombro, aŭ kiel grandeco kaj fazo (en polusaj koordinatoj). En grafikaj prezentoj, ofte nur la komponanto de grandeco (aŭ kvadratigita grandeco) estas montrita. Tion oni ankaŭ nomas kiel potenco-spektro.

eta|300px|Signalo en tempa domajno (maldekstre) kaj frekvenca domajno (dekstre)

Pro inversigeblo, la konverto de Fourier estas nomata kiel prezento de la funkcio, laŭ frekvenco anstataŭ tempo, tial, ĝi estas frekvenc-domajna prezento. Linearaj operacioj, kiuj plenumeblas en la tempa domajno havas respektivaĵojn, kiuj plenumeblas pli facile en la frekvenca domajno. Tio ankaŭ estas helpa por simple kompreni kaj interpreti la efikojn de diversaj tempo-domajnaj operacioj, kaj linearaj kaj ne-linearaj. Ekzemple, nur ne-linearaj operacioj povas krei novajn frekvencojn en la spektro.

La konverto de Fourier de hazarda (alivorte stokasta) ondformo (alivorte bruo) estas ankaŭe hazarda. Ia averaĝigado necesas por krei klaran bildon de la subkuŝanta frekvenca enhavo (alivorte distribuo de frekvenco). Tipe, la datumoj estas dividitaj en tempo-segmentojn de elektita daŭro, kaj konvertoj estas plenumataj sur ĉiuj. Tiam la grandeco aŭ (kutime) komponantoj de kvadratigita-grandeco de la konvertoj estas sumitaj en averaĝan konverton. Tio estas tre ordinara operacio plenumata sur ciferecigitaj (alivorte specimenaj) tempo-datumoj, uzante la diskretan konverton de Fourier (vidu en maniero de Welch). Se la rezulto estas plata, ĝi kutime nomiĝas kiel blanka bruo.

 Vidu ankaŭ 
 Elektromagneta spektro
 Fourier-a analizo
 Melodia akustiko
 Spektro (funkcionala analitiko) - spektro de operatoro
 Blanka bruo

Kategorio:Furiera analitiko
Kategorio:Optiko
Kategorio:Spektra teorio