Amplitudofrekvenční charakteristika ( AFC ) je závislost amplitudy ustálených kmitů výstupního signálu určitého systému na frekvenci jeho vstupního harmonického signálu [1] [2] . Frekvenční odezva - jeden z typů "frekvenční odezvy" systému (anglicky frekvenční odezva) spolu s PFC a AFC .
V matematické teorii lineárních stacionárních systémů se frekvenční charakteristika stabilního systému počítá jako závislost modulu komplexní přenosové funkce na frekvenci. Hodnota frekvenční odezvy na určité frekvenci udává, kolikrát se amplituda signálu této frekvence na výstupu systému liší od amplitudy výstupního signálu na jiné frekvenci. Obvykle se používají hodnoty frekvenční odezvy normalizované na maximum.
V matematice se frekvenční odezva nazývá modul komplexní funkce. K vytvoření frekvenční odezvy je obvykle zapotřebí 5-8 bodů v rozsahu provozních frekvencí od ω min do ω cf. Tyto charakteristiky, stejně jako časové, obsahují informace o vlastnostech lineárních dynamických systémů. [3]
Na grafu frekvenční odezvy v kartézských souřadnicích je frekvence vynesena na úsečce a poměr amplitud výstupních a vstupních signálů systému je vykreslen na ose y.
Frekvenční osa je obvykle logaritmická , protože zobrazovaný frekvenční rozsah se může měnit v poměrně širokém rozsahu (od jednotek až po miliony hertzů nebo rad /s). V případě, že je na ose y použita i logaritmická stupnice, frekvenční charakteristika se obvykle nazývá logaritmická amplitudově-frekvenční charakteristika .
LACHH je široce používán v teorii automatického řízení díky jednoduchosti konstrukce a přehlednosti při studiu chování systémů automatického řízení .
Frekvenční odezva přijímacích kanálů radarových, komunikačních a jiných radiotechnických systémů charakterizuje jejich odolnost proti rušení. Je třeba vzít v úvahu, že při digitálním zpracování signálu se frekvenční odezva periodicky opakuje, proto rušivá přijímací pásma (tzv. postranní laloky frekvenční odezvy (boční laloky frekvenční odezvy) [4] ) v digitálních prostředcích musí být potlačena ve fázi zpracování analogového signálu.
Ve vícekanálových systémech, například v poli digitálních antén , hraje důležitou roli také identita mezikanálové frekvenční odezvy s mezikanálovými korelačními koeficienty až 0,999 a vyššími v oblasti hlavního propustného pásma. Čím vyšší je toto číslo a čím širší je šířka pásma, ve které splňuje požadavky, tím lépe je možné minimalizovat multiplikativní rušení, ke kterému dochází během mezikanálového zpracování signálu. Pro zlepšení této identity lze použít speciální algoritmy pro mezikanálovou korekci frekvenční odezvy přijímacích kanálů.
Protože korekční faktory obecně závisí na úrovni testovacích signálů, je u vícekanálových systémů zajímavé analyzovat závislost frekvenční odezvy na úrovni vstupní akce v celém lineárním dynamickém rozsahu zařízení. Odpovídající varianta frekvenční charakteristiky bude mít trojrozměrnou závislost. Měl by vzniknout po korekci frekvenční charakteristiky analyzovaných zařízení [5] .
Klasickou metodou měření frekvenční charakteristiky je aplikovat na vstup studovaného objektu harmonický signál proměnlivé frekvence s konstantou nebo amplitudou známou pro každou frekvenci signálu. V tomto případě se měří poměr modulů amplitudy výstupního a vstupního signálu ( koeficient přenosu ) studovaného systému pro různé frekvence.
Pro zkrácení času potřebného pro vytvoření frekvenční charakteristiky je lepší měnit frekvenci pomocí rozmítacího frekvenčního generátoru - měřicího generátoru, který plynule mění frekvenci svého signálu s konstantní amplitudou v čase. Tyto generátory obvykle plynule mění svou generační frekvenci z nízkých na vysoké frekvence, pak rychle přepnou frekvenci na nejnižší, přičemž proces periodicky opakují. Takové generátory se nazývají generátory rozmítané frekvence (GKCh) nebo " sweep generators " (z anglického sweep - zametat koštětem).
Tyto metody postupné změny frekvence nejsou vhodné pro zařízení s fungujícím automatickým řízením zisku (AGC), vyrovnávajícím rozdíly v hodnotách frekvenční odezvy na různých frekvencích, když doba přechodu z jedné frekvence na druhou překročí časovou konstantu AGC. Neumožňují ani odhad intermodulačního zkreslení mezi současně pracujícími signály různých frekvencí. Metoda měření frekvenční charakteristiky pomocí lineárně frekvenčně modulovaných signálů ( LFM ) neumožňuje koherentní akumulaci signálových napětí pro frekvenční složky v čase, proto je její přesnost omezena podmínkou dostatečně velkých odstupů signálu od šumu. Z tohoto důvodu není metoda vhodná pro vytváření trojrozměrných frekvenčních charakteristik, které charakterizují závislost lineárního dynamického rozsahu na frekvenci, protože při nízkých poměrech signálu k šumu dává velké chyby.
Existují měřiče frekvenční odezvy založené na jiných principech, například měřiče, které dodávají širokopásmový signál na vstup studovaného systému, širokopásmový puls s krátkými hranami nebo měřiče se šumovým signálem, který má konstantní výkonovou spektrální hustotu v frekvenční pásmo významné pro měření . Odezva systému je analyzována pomocí spektrálního analyzátoru nebo Fourierova měřiče odezvy, který Fourier transformuje odezvu systému z časové oblasti do frekvenční oblasti za účelem vytvoření kompletní odezvy.
Každá metoda měření frekvenční odezvy má určité výhody nebo nevýhody. Vhodný způsob aplikace měření závisí na konkrétní úloze. Například zmíněný způsob měření frekvenční charakteristiky pomocí šumového signálu nevyžaduje měřič frekvenční odezvy jako takový; Testovací zařízení se skládá z generátoru šumu, testovaného zařízení (DUT) a spektrálního analyzátoru pro všeobecné použití. Správně měřeno, včetně DUT s AGC. Nevýhodou této metody jsou vysoké náklady na měření širokopásmových generátorů šumu, které často převyšují cenu dokonce i spektrálního analyzátoru; a také nejhorší v porovnání s cvrkotem přesnost výsledku v úsecích frekvenční charakteristiky v stoppásmech.