Fouriersynthese

Fouriersynthese is een methode om elektronisch een signaal te construeren met een specifieke, gewenste periodieke golfvorm . Het werkt door het combineren van een sinusgolfsignaal en sinusgolf- of cosinusgolfharmonischen (signalen op veelvouden van de laagste, of fundamentele, frequentie) in bepaalde verhoudingen. Het schema dankt zijn naam aan een Franse wis- en natuurkundige genaamd Jean Baptiste Joseph, Baron de Fourier, die leefde in de 18e en 19e eeuw.

Veel golfvormen vertegenwoordigen signaalenergie bij een fundamentele frequentie en ook bij harmonische frequenties (veelvouden van hele getallen van de fundamentele). De relatieve verhoudingen van energie geconcentreerd bij de fundamentele en harmonische frequenties bepalen de vorm van de golf. De golffunctie (gewoonlijk amplitude, frequentie of fase tegen tijd) kan worden uitgedrukt als een som van sinus- en cosinusfuncties, Fourierreeksen genaamd, die op unieke wijze worden gedefinieerd door constanten die Fourier-coëfficiënten worden genoemd. Als deze coëfficiënten worden voorgesteld door a , a 1 , a 2 , a 3 , ..., a n , ... en b 1 , b 2 , b 3 , ..., b n , ..., dan heeft de Fourierreeks F ( x ), waarbij x een onafhankelijke variabele is (meestal tijd), de volgende vorm:

F ( x ) = a /2 + a 1 cos x + b 1 sin x + a 2 cos 2 x + b 2 sin 2 x + ...
+ a n cos nx + b n sin nx + ...

In de Fourier-synthese is het noodzakelijk de coëfficiënten a , a 1 , a 2 , a 3 , ..., a n , ... en b 1 , b 2 , b 3 , ..., b n , ... te kennen of te bepalen, die de gewenste golfvorm produceren wanneer zij worden "ingeplugd" in de algemene formule voor de Fourier-reeks, zoals hierboven gedefinieerd. Vervolgens moeten sinus- en cosinusgolven met de juiste amplitudes (zoals bepaald door de coëfficiënten) elektronisch worden opgewekt en gecombineerd, tot de hoogst mogelijke waarde van n . Hoe groter de waarde van n waarvoor sinus- en cosinusgolven worden gegenereerd, des te beter komt de gesynthetiseerde golfvorm overeen met de gewenste golfvorm.

Fouriersynthese wordt gebruikt in toepassingen voor elektronische muziek om golfvormen te genereren die de klanken van bekende muziekinstrumenten nabootsen. Zij wordt ook gebruikt in laboratoriuminstrumenten die bekend staan als golfvormgeneratoren of functiegeneratoren. Deze apparaten worden gebruikt om communicatiesystemen te testen.

Vergelijk Fourier-analyse .