何謂頻譜

何謂頻譜

頻譜是頻率譜密度的簡稱，是頻率的分佈曲線。
複雜振盪分解為振幅不同和頻率不同的諧振盪，這些諧振盪的幅值依照頻率排列的圖形叫做頻譜。

頻譜，又稱作振動譜。反映振動現象最基本的物理量就是頻率，簡單週期振動只有一個頻率。
複雜運動不能用一個頻率描寫它的運動情況，而且我們也無法從振動上定量描寫它們的特點，
通常採用頻譜來描寫一個複雜的振動情況。任何複雜的振動都可以分解為許多不同振幅不同頻率的簡諧振動之和。
為了分析實際振動的性質，將分振動振幅按其頻率的大小排列而成的圖象稱為該複雜振動的頻譜。
振動譜中，橫座標表示分振動的圓頻率，縱座標則表示分振動振福。對週期性複雜振動，
其頻率為f，則按照傅立葉定理，由它所分解的各簡諧振動的頻率是f的整數倍，
即為f，2f，3f，4f，…，其振動譜是分立的線狀譜，圖中每一條線稱為譜線。
對於非週期性振動(如阻尼振動或短促的衝擊)，按照傅立葉積分，
它可以分解為頻率連續分佈的無限多個簡諧振動之和。由於譜線變得無限多，這時振動譜不再是分立的線狀譜，
各譜線密集使其頂端形成一條連續曲線，即形成所謂的連續譜，
連續譜曲線即為各種譜線的包絡線;而它也有可能分解為頻率不可通約的許多簡諧振動而形成分立譜。 

頻譜將對信號的研究從時域引入到頻域，從而帶來更直觀的認識。

把複雜的機械振動分解成的頻譜稱為機械振動譜，把聲振動分解成的頻譜稱為聲譜，把光振動分解成的頻譜稱為光譜，把電磁振動分解成的頻譜稱為電磁波譜。所以分析各種振動的頻譜就能瞭解該複雜振動的許多基本性質。

因此頻譜分析已經成為分析各種複雜振動的一項基本方法。

簡單來說，頻譜可以表示一個訊號是由哪些頻率的弦波所組成，

也可以看出各頻率弦波的大小及相位等資訊。

訊號若隨著時間變化，且可以用振幅來表示，都有其對應的頻譜。

包括可見光（顏色）、音樂、無線電波、振動等都有這様的性質。

當這些物理現象用頻譜表示時，可以提供一些此訊號產生原因的相關資訊。

例如針對一個儀器的振動，可以藉由其振動訊號頻譜的頻率成份，推測振動是由哪些元件所造成。

音源也可以由許多不同頻率的聲音組成。不同頻率會刺激耳朵中對應的接收器。

若主要的刺激只有一個頻率，我們就可以聽到其音高，音源的音色會由聲音訊號的頻譜中，其他頻率的部份來決定，也就是所謂泛音。一般會稱為「噪音」的聲音，其中會包括許多不同頻率。

若聲音的頻譜是一條水平線，則稱為白雜訊或白噪音，此詞也可常用在其他型式的訊號及頻譜。