주파수 응답(frequency response)은 안정한 LTI(선형 시불변) 시스템에 싸인 또는 코사인 파형(sinusoids) 입력을 가했을 때 나오는 정정상태 응답(steady-state response)이다.
입력
여기서
이제 입력이 다음과 같이 진폭이
그러면 출력
여기서 전달함수(transfer function)의 정의에 의하면,
이므로 식 (3)은 다음과 같이 쓸 수 있다.
식 (5)에서
시스템이 BIBO(Bounded Input Bounded Output)라면,
이 성립하므로
이 된다. 따라서 식 (5)에서
식 (9)에 의하면 주파수 응답은
주파수 응답의 예를 들어 보자.
시스템의 전달함수가

주파수 응답은 다음과 같고,
정정상태 응답은 다음과 같이 된다.
여기서
이다. 따라서 정정상태 응답은 다음과 같이 된다.

위 그림에서 빨강색이 입력, 파랑색이 응답이다.
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