Begrippen F                                                                                                                                       <laatst bijgewerkt:  2016-01-03>
F
De letter F of f wordt in de elektro(nica) techniek gebruikt voor de frequentie en voor de eenheid van de capaciteit van een condensator (Farad).
Soms wordt er een mechanische kracht mee bedoeld (force)

Far Field

Zie Verre veld

Fantoom, fantoom voeding
Een truuk om een microfoon met ingebouwde voorversterker te voorzien van voedingsspanning, zonder daarvoor meer aders in de kabel nodig te hebben.
De truuk werkt alleen met afgeschermde symmetrische kabels zoals die met XLR connectoren die algemeen toegepast worden in de professionele audio wereld.(Omroep en P.A.) De voedingsspanning wordt aangesloten tussen een middenaftakking op de symmetreer transformator en de afscherming. Aan de microfoon kant wordt de voedingsspanning op vergelijkbare wijze afgenomen. Ook bij modernere schakelingen zonder transformator is er een vergelijkbare methode om de microfoon / voorversterker van voedingsspanning te voorzien.

Farad
De eenheid van capaciteit.
Een condensator met een waarde van 1 Farad is een erg grote. Meestal worden onderverdelingen gebruikt als milli, micro, nano en pico-farad. Steeds een duizendste van de voorganger.
Als je in een condensator van 1 Farad een stroom van 1 Ampere stuurt neemt de spanning met 1 Volt per seconde toe.

Faraday, kooi van-
De eenheid van capaciteit, de Farad, is naar deze meneer genoemd. Hij heeft nog flink wat meer op z'n geweten, o.m. de kooi. Nou bestonden kooien voor zijn tijd ook al, maar hij heeft ontdekt en aangetoond dat een geheel gesloten, metalen kooi een afscherming vormt voor elektromagnetische velden, in ieder geval voor elektrische velden. (magneetvelden ligt wat moeilijker)
We vinden dit principe terug bij de metalen of gemetalliseerde plastic kasten van allerlei elektronische apparatuur, en bijv. bij de magnetron oven. Zo'n oven bevat een radio zender van zo'n Kilowatt en daarvan mag niet meer dan een paar micro-watt naar buiten komen.
Je kunt een eenvoudig experimentje doen waarbij je ziet dat zo'n kooi wel goed afschermt voor hoogfrequente EM velden, maar het bij lagere frequenties veel slechter doet, vooral voor het magneetveld.
De proef gaat zo: Stop een spelende transistor radio in je magnetron oven. DE OVEN NIET AANZETTEN !! (dat is einde radio), maar alleen het deurtje dicht. De FM ontvangst is over, vaak als het deurtje nog niet eens dicht is. Maar op de middengolf speelt die radio wel door. Hoe komt dat?
Twee redenen: De middengolf antenne is bij die radio'tjes altijd een ferrietstaaf. Die reageert op de magnetische component van het elektromagnetische veld. En een oven van RVS of aluminium schermt dat zo goed als niet af. Als je de radio in een ijzeren ton stopt is het met de middengolf ontvangst waarschijnlijk ook over, ik heb dat niet geprobeerd.
De FM-antenne is altijd een sprietje en dat reageert vooral op de elektrische component van het EM-veld en die wordt wel goed afgeschermd.
De tweede reden is wellicht dat zo'n oven voor wat lagere frequenties niet goed dicht is en ook niet hoeft te zijn. Het deurtje is niet goed doorverbonden met de rest van de kooi. Voor de hoge magnetron frequenties (2700 MHz) is de capacitieve koppeling afdoende, maar niet bij 1 MHz van de middengolf.
Ook je mobieltje zal de melding "geen bereikr" o.i.d. geven als je het in de oven legt.
Vervolg van de proef: Leg een dunne geisoleerde draad vanuit de ovenruimte naar buiten, en de FM-ontvangst komt weer gedeeltelijk terug. Dit demonstreert dat de afschermende werking van een metalen kast flink teniet gedaan wordt door een enkel kabeltje dat zondere verdere maatregelen door de kastwand komt.
Je mobieltje zal het nu nog niet doen; het ontvangen lukt misschien wel, maar het zend signaal zal onvoldoende naar buiten overgedragen worden.

Fase, Faseverschuiving
Als het over het lichtnet gaat wordt de fasedraad bedoeld, de bruine draad van de huisbedrading. Dat is de spanningvoerende draad. De blauwe is de nul en voert slechts een geringe spanning t.o.v. aarde.
In sommige oudere wijken en binnensteden ligt er een z.g. "oud net", waarbij zowel fase als nul ieder ongeveer 130 Volt t.o.v. aarde voeren. Doordat deze spanningen 120 graden uit fase zijn is de spanning tussen die twee toch 230 Volt. In de meterkast vind je dan twee zekeringen (stoppen) per groep.
Alle elektrische apparatuur (en dus ook geluidsapparatuur) is zodanig gebouwd dat het niet uitmaakt hoe de steker in het stopcontact zit. Als dat wel uitmaakt moet je ermee terug naar de winkel want dan hebben ze je rommel verkocht.

Faseverschuiving houdt in dat bij een wisselstroom de stroom en de spanning niet tegelijk door nul gaan, zoals dat bij een zuivere (Ohmse) weerstand gebeurt.
Bij zelfinducties loopt de stroom achter bij de spanning, bij condensatoren gaat de stroom voor de spanning uit.
Bij zuivere zelfinducties en condensatoren is dat 90 graden, oftewel een kwart van de periodetijd van de wisselstroom.
We spreken van een "Ohms" circuit, of van de "Ohmse" weerstand als de stroom en de spanning in fase zijn. (gebruikelijk is de lettere R)
Als we nadrukkelijk ook de faseverschuiving in aanmerking willen nemen spreken we over "impedantie" van een circuit en dan gebruiken we de letter Z.
De fase wordt gemeten in graden of in radialen. In de elektrotechniek wordt meestal de cosinus van de hoek opgegeven, men spreekt dan van de cosinus-phi of cos-fi.

In elektronische circuits vinden soms fase verschuivingen plaats. Meestal hoef je je daarover geen zorgen te maken.
Ten eerste: Als de frequentie karakteristiek (beter is amplitude karakteristiek) van een component (bijv. een versterker) goed vlak is, is het fase gedrag bijna altijd ook goed.
Ten tweede: Het menselijk gehoor is niet bijster gevoelig voor de fase van allerlei signalen, maar het maakt wel uit. Er is een programma beschikbaar dat dit demonstreert.
Zie ook het artikel over wisselfilters.

Fase-lineair
Als je van een systeem een grafiek maakt van faseverschuiving tegen frequentie dan kun je de volgende conclusies trekken: Als die lijn recht is, en evt. schuin omhoog, is de vertraging voor alle frequenties even groot. Als die lijn erg bochtig is ondervinden verschillende frequenties verschillende vertragingen en mag je geringe invloeden op de klank verwachten, maar je zult in zo'n geval vrijwel altijd ook ook hobbels in de amplitude karakteristiek zien.
Bij luidsprekers (kasten) vinden we vrijwel altijd flinke hobbels in de fase karakteristiek (fase fouten) Dat komt ten dele door de luidsprekers zelf, door het wisselfilter en door de manier van monteren. Vanaf de luisteraar gezien moeten de "akoestisce centra" liefst op dezelfde afstand staan. Bij een basluidspreker zit dat centrum dieper dan bij een tweeter. Een mogelijkheid om het dan goed te krijgen is het achterover laten hellen van het front van de kast.
Het wisselfilter zoals dat meestal toegepast wordt in de luisprekerkast is een bron van fasefouten. Vooral bij de frequenties waar de ene luidspreker het overneemt van een andere gaat het vaak mis. Soms wordt de middentoner wel tegenfasig aangesloten om het bij de overgangen beter te krijgen. Dat is de ene ellende verruilen voor een andere.
Ik zal overigens de laatste zijn die zegt dat het maken van een goed wisselfilter eenvoudig is. 
Zie het artikel over wisselfilters en hoe die de demping kunnen verzieken.
Zie ook: groeplooptijd, group-delay, en all-pass filter.
Sommige versterkerfabrikanten gebruiken de titel "Phase Linear" of zoiets. Trek je er niets van aan, ALLE fatsoenlijke versterkers zijn fase-lineair. Je moet als onterper hele gekke dingen doen om de fase-lineariteit van een versterker te verpesten.

Fase-rein
Zie Fase-lineair,  Zie Wisselfilters.

Fase vergrendelde kring (eng: Phase Locked Loop, PLL)
Elektronisch oscillator circuit dat gelijk gaat lopen met de frequentie en fase van een ingangssignaal.
Belangrijkste toepassingen in audio techniek: Het regenereren van een kloksignaal uit een datastroom. (bijv. bij digitale radio overdracht)
Ook voor het precies afstemmen van Radio / TV ontvangers wordt steeds meer gebruik gemaakt van een PLL.
Kenmerkend voor een PLL zijn het vang-bereik, het houd-bereik en de snelheid waarmee een verandering gevolgd kan worden.
Het vang-bereik is het frequentie gebied waarmee de oscillator zich kan synchroniseren als het ingangssignaal ingeschakeld wordt. Het houd-bereik is het frequentie gebied waarover de oscillator "meegesleept" kan worden door het ingangssignaal. 
Bij een eenvoudige PLL is het vang-bereik altijd (veel) kleiner dan het houd-bereik. De snelheid waarmee een verandering gevolgd kan worden bepaalt in eerste instantie het vang-bereik. Snel volgen = groot vangbereik, traag volgen = klein vangbereik. 
Als je de volg-snelheid erg laag wilt maken dan wordt het vangbereik vaak te klein. Er wordt dan een techniek toegepast waarbij het vangbereik groot is zolang er nog niet met het ingangssignaal vergrendeld is, en sterk verkleind wordt na invangen. Met een dergelijke aanpak is het mogelijk om een jitter-arm kloksignaal te regenereren uit een sterk jitterend digitaal signaal. Zie het hoofdstuk over Jitter.

Ferriet
Onder ferrieten verstaan we keramische (dus bij hoge temperatuur gebakken) mengsels van ijzer en veel andere materialen. Soms zit er zelfs geen ijzer in. Deze materialen worden gebruikt om hun magnetische eigenschappen.
In de audio techniek worden ferrieten soms gebruikt in hoogfrequent filters en sporadisch in wisselfilters in luidsprekerkasten.
Alle permanente magneten in bijv. luidsprekers zijn tegenwoordig van een ferriet materiaal vervaardigd.

Fet
Field effect transistor
Halfgeleider element waarbij de geleiding in de hoofdstroomweg (source-drain) bepaald wordt door de elektrische spanning op een stuurelektrode, de gate. (Deze benaming heeft niets te maken met Microsoft's voormalige topman Bill Gates)
De werking lijkt in sommige opzichten op die van een elektronenbuis. De Fet kan gezien worden als de opvolger van de Bi-polaire transistor. Alhoewel deze laatste nog lang niet afgedaan heeft wordt 'ie op steeds meer plaatsen verdrongen door veld-effect transistoren.
Alle digitale apparaten werken tegenwoordig met Fet's, omdat fet's erg klein gebouwd kunnen worden en erg weinig energie gebruiken. De computer waarop je nu dit bericht ziet bevat zeer waarschijnlijk vele miljarden van zulke fet's.
Ook in analoge apparaten worden ze steeds vaker toegepast.
Voor de geluidskwaliteit van bijv. een versterker maakt het niet uit of er Fet's in zitten dan wel bi-polaire transistoren. Het onderscheid is wel van groot belang voor de ontwerper, omdat een aantal technische mogelijkheden en beperkingen anders zijn.

Fi, cosinus-fi
De griekse letter Phi, wordt gebruikt voor de hoek van Faseverschuiving. De faseverschuiving wordt veelal gemeten in graden, maar ook nog al eens uitgedrukt in radialen, of in de cosinus van de verschuivings hoek.

Fiber, Glasfiber, Plastic fiber
Een kabel waarin digitale signalen overgedragen worden door lichtflitsjes.
Plastic fibers hebben nogal wat lichtverlies en flink wat dispersie, zodat ze bij lengtes van meer dan enkele 10-tallen meters niet goed bruikbaar zijn.
Glasfibers hebben een veel geringer lichtverlies en sommige kunnen signalen over tientallen kilometers overbrengen met snelheden van gigabits per seconde, maar ze zijn wel veel duurder.
Voor audio toepassingen is de Toslink (ODT) de meest bekende, maar er schijnt ook een 3.5 mm stekker in zwang te zijn.

FIFO
engels: First In First Out.
Een type digitale geheugen(chip), waarbij de informatie uitgelezen wordt in dezelfde volgorde als waarin het er in gezet is. Er kan echter een tijdsverschil zijn tussen het uitlezen en het beschrijven. Gemiddeld moet er even snel geschreven worden als gelezen. Maar tijdelijk kunnen de lees- en schrijfsnelheden uiteen lopen.
Het FIFO wordt o.m. toegepast in een CD-speler. De informatie die van de plaat komt wordt in dat tempo in het FIFO gezet. Het wordt eruit gehaald in een zeer constant tempo bepaald door de klok van de CD-speler. De vullingsgraad van het FIFO stuurt de snelheid van de plaat: Als het FIFO vol dreigt te raken gaat de plaat langzamer, bij een leger FIFO gaat 'ie sneller. Zie het hoofdstuk over de CD-speler.  

Filter
Een elektrisch circuit dat bepaalde frequenties doorlaat en andere tegenhoudt.
We kennen de varianten: Laagdoorlaat, Hoogdoorlaat, Banddoorlaat en Bandsper -filters. In het engels: Low-pass, High-pass, Band-pass en Band-stop filter.
In een luidspreker kast zitten meestal filters die er voor zorgen dat de lage, midden- en hoge tonen naar de juiste luidsprekers gaan.
Zie het hoofdstuk over wisselfilters

FIR - filter
Finite Impulse Response filter.
In de digitale filter techniek een filter met een eindige impuls responsie. In de zuivere vorm berusten ze op een convolutie berekening. Er is geen terugkoppelterm.
Zulke filters kunnen een vlakke fase karakteristiek hebben. De tegenhanger, het IIR-filter, (Infinite Impulse Response) kan dit slechts benaderen.
Analoge filters (met condensatoren, zelfinducties en weerstanden) zijn altijd van het IIR type.

Fire Wire
Een manier (aansluit mogelijkheid, kabel, stekker en protocol) om digitale rand apparaten te laten communiceren met een Personal Computer. Net zoiets als USB, maar dan anders. Ook: IEEE 1394.  Bij mijn weten is er (anno 2013) zo goed als geen consumer apparatuur op de markt die gebruik maakt van FireWire.

Fletcher-Munson krommes, curves of grafieken.
Deze grafieken geven de frequentie karakteristiek van het -gezonde- menselijk gehoor aan.
Er blijkt o.m. uit dat het oor bij een wat lager volume veel ongevoeliger wordt voor lage tonen, en ook wat minder voor zeer hoge tonen.
Zie het hoofdstuk over het gehoor.

Floating Point
Ned: Drijvende komma.
In de digitale techniek een methode om getallen met cijfers achter de komma te noteren. Er bestaan diverse formaten.

FM
Frequentie modulatie.
De audio informatie wordt bij een FM-zender bewerkstelligd door variaties in de frequentie van de draaggolf. Dit in tegenstelling tot AM, amplitude modulatie.
Het voordeel van FM (t.o.v. AM) is dat het minder gevoelig is voor storing door andere zenders. Het nadeel is dat FM meer bandbreedte vereist, en daarom zitten FM-zenders op veel hogere frequenties dan AM-zenders.
FM radio zit in het gebied 80 .. 105 MHz. Bij alle TV-zenders wordt het beeld in AM uitgezonden en het geluid in FM. Bij digitale radio en TV is dat allemaal heel anders. Voor optimale ontvangst van FM radio stations in Nederland moet je -als je een eigen antenne hebt- die in het vertikale vlak opstellen. De FM-radio zenders in Ned. zijn sinds ca. 1990 vertikaal gepolariseerd.

FM-band
Hiermee wordt het frequentie gebied van ca. 80 tot 100 MegaHertz bedoeld. Wereldwijd is dat gebied in gebruik voor publieke en commerciele radio omroepzenders, meestal met twee-kanalen stereo geluid.

Formant
In de muziek theorie worden boventonen nog wel eens formanten genoemd. In het bijzonder in de orgelbouwkunst spreekt men vaak van formanten, evenals in de wetenschap die de menselijke stem bestudeert.
Bijna altijd wordt er een frequentie gebied bedoeld waarin resonantie optreedt.

Fourier, Fourier reeksen, Fourier transformatie, FFT
Franse wetenschapper. Baptiste Joseph Fourier. 1768-1830
De wiskunde van de fourier reeksen vertelt ons dat elke golfvorm opgebouwd kan worden uit een reeks zuiver sinusvormige signalen.
De Fourier transformatie is een wiskundig gereedschap om een golfvorm te ontleden in die zuivere frequenties.
De Fast-Fourier-Transform, FFT (uitgevonden in de1950-er jaren) is een effectief computer algorithme (programma) om de golfvorm (tijd domein) om te rekenen in de samenstellende frequenties (spectrum, of frequentie spectrum, frequentie domein). (en omgekeerd) In het hoofdstuk over A/D en D/A conversie komt ook het een en ander voor over golfvormen en frequenties.

Frequentie, Frequentie karakteristiek
Hoe vaak iets voor komt, aantal trillingen per seconde. Zie ook Hertz.
Voor mensen hoorbaar geluid bestrijkt het gebied 20 Hertz to 20.000 Hertz. Het frequentie bereik van elektronische en elektromagnetische signalen is vele malen groter dan dat van geluids-frequenties. Zie het overzicht.
In de audio techniek wordt vaak de term "Frequentie karakteristiek" gebruikt. Je ziet dan een grafiek met op de horizontale as de frequentie (vaak met een logarithmische schaalverdeling) en op de vertikale as de sterkte waarmee een signaal doorkomt, vaak in dB. 
Soms staat er een tweede curve die de fase-draaiing aangeeft.
Deze 2 curves samen geven de totale overdracht van 1 of ander systeem.  
De term "frequentie karakteristiek"is wat ongelukkig gekozen, beter zou zijn om over de "Amplitude karakteristiek" en de "Fase karakteristiek" te spreken. 

Fysiologische sterkte/volume regeling
Een methode van volume regeling waarbij er gecompenseerd wordt voor het feit dat het menselijk gehoor bij lager volume minder gevoelig is voor hoge (en vooral) lage frequenties. In het ideale geval wordt er gecompenseerd volgens de Fletcher Munson curves.
Er zijn mij slechts twee implementaties bekend, die beide hun doel voorbijschoten.
De ene vind je vrij algemeen in ouderwetse (buizen) radio's. D.m.v. een aftakking op de volume potmeter wordt er voor gezorgd dat boven een bepaalde stand van die knop alle hoge tonen verdwijnen (zo die er al waren)
De tweede is de "Loudness" knop op veel versterkers uit de 70-er en 80-er jaren. Wat er had moeten gebeuren is: het totaal volume verlagen, en het laag en het hoog wat ophalen, in overeenstemming met de Fletcher-Munson curves. Wat deze knop steevast doet is alleen het laag en het hoog ophalen, zonder het totaal volume te verlagen. Zodat alles lekker vet en dreunend klinkt en dat doet het in de comercie wel goed.
Een goede implementatie van een F- regeling is dan ook niet eenvoudig, en de ijking bijkans onmogelijk. Er moet per systeem en per luisterruimte vastgesteld worden wat het z.g. nul-nivo is. (het nivo waarbij de karakteristiek recht is). Het nul-nivo is bovendien afhankelijk van het genre muziek, en ook van allerlei omstandigheden bij de opname.
Je doet er goed aan om zulke circuits buiten werking te stellen.
Ik hou me aanbevolen voor informatie over meer geslaagde vormen van een fysiologische sterkte regeling.