Амплитудно-частотная характеристика


Амплиту́дно-часто́тная характери́стика (Ачх) — зависимость амплитуды установившихся колебаний выходного сигнала некоторой системы от частоты её входного гармонического сигнала[1][2]. АЧХ — один из видов «частотного отклика» системы (англ. frequency response) наряду c ФЧХ и АФЧХ.

В математической теории линейных стационарных систем АЧХ устойчивой системы вычисляется как зависимость модуля комплексной передаточной функции от частоты. Значение АЧХ на некоторой частоте указывает, во сколько раз амплитуда сигнала этой частоты на выходе системы отличается от амплитуды выходного сигнала на другой частоте. Обычно используют нормированные к максимуму значения АЧХ.

В математике АЧХ называют модулем комплексной функции. Для построения АЧХ обычно требуется 5-8 точек в рабочем диапазоне частот от ωmin до ωср. Эти характеристики так же, как и временные, содержат информацию о свойствах линейных динамических систем.[3]

На графике АЧХ в декартовых координатах по оси абсцисс откладывается частота, а по оси ординат — отношение амплитуд выходного и входного сигналов системы.

Обычно для оси частоты используется логарифмический масштаб, так как отображаемый диапазон частот может изменяться в достаточно широких пределах (от единиц до миллионов герц или рад/с). В случае, когда логарифмический масштаб используется и на оси ординат, АЧХ принято называть логарифмической амплитудно-частотной характеристикой.

ЛАЧХ широкое применяется в теории автоматического управления в связи с простотой построения и наглядностью при исследовании поведения систем автоматического регулирования.


Пример логарифмической амплитудно-частотной характеристики фильтра нижних частот 1-го порядка с коэффициентом передачи в полосе пропускания, равным 1. На графике наглядно виден полюс передаточной функции на частоте 1 рад/с.
Амплитудно-частотная характеристика фильтров БПФ (быстрого преобразования Фурье) имеет так называемые основной и боковые лепестки АЧХ (термины вошли в обиход из-за аналогии с диаграммой направленности антенной решетки, формируемой на основе БПФ (быстрого преобразования Фурье)