Вихід лінійної системи на синусоїдальний вхід є синусоїдою тієї ж частоти, але з іншою величиною та фазою. АЧХ визначається як величину та різницю фаз між вхідною та вихідною синусоїдами.
Для простих систем зворотного зв’язку частотна характеристика відкритого циклу є зручна кількість для дослідження та покращення стабільності. Існує принаймні три способи графічного представлення частотної характеристики, коли частота змінюється; це діаграма Найквіста, діаграма Боде та діаграма Ніколса.
Реакція системи керування у розімкнутому контурі комбінований відгук установки і контролера, виключаючи вплив петлі зворотного зв'язку. Наприклад, наступна блок-схема показує одноконтурну систему керування.
Функція частотної характеристики описує стійку реакцію системи на синусоїдальні входи. Для лінійної системи, синусоїдальний вхід певної частоти призводить до виходу, який також є синусоїдою з тією ж частотою, але з іншою амплітудою та фазою.
Ідея аналізу частотної характеристики полягає в тому, щоб дослідити, як система реагує на синусоїдальні зміни вхідних сигналів різних частот. Якщо ми маємо лінійну систему, як у цьому випадку, тоді синусоїдальний вхід певної частоти генеруватиме в усталеному стані синусоїдальний вихід тієї ж частоти.
Функція передачі разомкнутого контуру визначається як відношення вихідного сигналу зворотного зв’язку B(s) до сигналу керування E(s). «Функція передачі відкритого циклу (OLTF)» і «функція передачі контуру (LTF)» однакові. OLTF = B(s) / E(s) = G(s)H(s).