DeepLightSeekdefinición:
La diferencia de fase de oscilación a lo largo del tiempo dividida por 2π.
Al describir señales no monocromáticas, se requiere frecuencia instantánea, y su definición es:
Es decir, el diferencial de fase de oscilaciónφCon respecto al tiempo. Excluyendo el factor 1/2πse obtiene la frecuencia angular instantánea. A diferencia de la frecuencia de Fourier, la frecuencia instantánea generalmente está relacionada con el tiempo. La frecuencia instantánea de una señal sinusoidal es una constante igual a la frecuencia de oscilación.
Figura 1: Campo eléctrico de pulsos fuerte, donde la frecuencia instantánea aumenta con el tiempo.
Al considerar el ruido de frecuencia y el ruido de fase, la frecuencia instantánea es muy importante y se utiliza a menudo para el zumbido de pulsos ópticos (Figura 1), cuya frecuencia instantánea depende del tiempo. La idea básica es más intuitiva que la frecuencia de Fourier. También hay un concepto similar en la música: en partituras, las notas se representan como intervalos de tiempo, y la frecuencia instantánea dentro de cada intervalo es un valor constante (correspondiente al tono). Sin embargo, este concepto plantea problemas para señales complejas como el ruido blanco. En láseres, es fácil definir la frecuencia instantánea para láseres de frecuencia única, mientras que para láseres multimodo, es necesario separar primero los diferentes componentes de frecuencia (utilizando técnicas de filtrado) antes de obtener la frecuencia instantánea. El concepto de frecuencia instantánea también es muy útil en pulsos de luz chirpeados, donde la frecuencia instantánea de diferentes pulsos es diferente.
El espectro de Fourier de una señal oscilante no representa la distribución de probabilidad de la frecuencia instantánea, por lo que el ancho de línea medido usando este espectro no es el valor medio cuadrado raíz de la frecuencia instantánea. La relación entre las frecuencias de Fourier en el dominio de frecuencia instantánea es más compleja y microsegundos.
La variación de la frecuencia instantánea a lo largo del tiempo puede obtenerse a partir del espectro. Sin embargo, una curva de variación instantánea de frecuencia con el tiempo por sí sola no puede proporcionar toda la información sobre los cambios.
Medir la frecuencia instantánea
La frecuencia instantánea de señales electrónicas (tales como batimientos) puede obtenerse mediante un bucle bloqueado en fase (PLL), que incluye un oscilador controlado por voltaje (VCO) y un detector de fase en el sistema de retroalimentación para sincronizar el VCO con la señal incidente. La señal incidente de VCO puede medir la frecuencia instantánea. El principio de este esquema también se puede aplicar al software de seguimiento de fase para medir la frecuencia instantánea de la señal registrada. Esta solución es simple pero también tiene algunos inconvenientes, especialmente su ancho de banda limitado y respuesta retrasada. El método de la transformada rápida de Fourier es más potente, pero también puede ser más complejo.
