Einführung In Die Spektrum-Analyse; Zeitbereich; Frequenzbereich - Hameg Instruments HM5510 Manuel

E i n f ü h r u n g i n d i e S p e k t r u m - A n a l y s e
absoluter
Leistungspegel:
Dämpfung
Vierpol
Eingangssignal P e
Ist die Ausgangsgröße P a größer als die Eingangsgröße P e wird
das Signal vom Vierpol verstärkt.
P
a
Der Quotient ist größer 1.
P
e
10 lg
Ebenfalls ist der Pegel
Ist die Ausgangsgröße P e kleiner als die Eingangsgröße
P a wird das Signal vom Vierpol gedämpft.
P
a
Der Quotient ist kleiner 1.
P
e
10 lg
Damit ist der Pegel
Um auch bei der Dämpung mit positiven Zahlen zu rech-
nen wird der Quotient umgekehrt.
Ist die Ausgangsgröße P a kleiner als die Eingangsgröße
P
e
P e wir der Quotient
P
a
Ebenfalls ist der Pegel, das sogenannte Dämpfungsmaß
P
e
a = 10 lg
wieder positiv.
P
a
Einführung in die Spektrum-Analyse
Die Analyse von elektrischen Signalen ist ein Grundproblem
für viele Ingenieure und Wissenschaftler. Selbst wenn das
eigentliche Problem nicht elektrischer Natur ist, werden
oftmals die interessierenden Parameter durch die unter-
schiedlichsten Wandler in elektrische Signale umgewandelt.
Dies umfasst ebenso Wandler für mechanische Größen wie
Druck oder Beschleunigung, als auch Messwertumformer
für chemische und biologische Prozesse. Die Wandlung der
physikalischen Parameter ermöglicht anschließend die
Untersuchung der verschiedenen Phänomene im Zeit- und
Frequenzbereich. Der traditionelle Weg, elektrische Signale
zu analysieren, ist ihre Darstellung in der Amplituden-Zeit-
Ebene (Zeitbereich).
10
Änderungen vorbehalten
U
20 lg
in dBμV
1μV
P
10 lg in dBW
1W
P
10 lg
in dBm
1mW
Ausgangssignal P a
P
a
positiv.
P
e
P
a
negativ.
P
e
größer 1.

Zeitbereich

Die Darstellung der Signale erfolgt mit Oszilloskopen im Yt-
Betrieb in der Amplituden-Zeitebene (Zeitbereich).
Es werden Informationen über Amplituden und zeitliche Zu-
sammenhänge erkennbar. Allerdings lassen sich damit nicht
alle Signale ausreichend charakterisieren. Schwierig wird es
bei der Darstellung eines Signals, dass aus verschiedenen
sinusförmigen Bestandteilen zusammengesetzt ist. Mit einem
Oszilloskop wird nur die Summe aller Bestandteile sichtbar.
Die einzelnen Frequenz- und Amplituden-Anteile werden
nicht angezeigt.
Das einfachste periodische Signal im Zeitbereich ist eine
Sinusschwingung. Sie wird durch folgende Gleichung be-
schrieben:
Y(t) = Y × sin (2π × ––)
y(t)
Y
T
= 1 / f
Das selbe Sinussignal im Frequenzbereich wird wie folgt
dargestellt:
y(f) = F
0
y(f)
Y

Frequenzbereich

Anstatt ein Signal im Zeitbereich anzuzeigen, lässt es sich
auch in der Amplituden-Frequenzebene im Frequenzbereich
darstellen. Ein Signal wird dann durch die darin enthaltenen
Frequenzen und deren Amplituden charakterisiert. Der
Phasebezug des Signals geht bei dieser Betrachtungsweise
jedoch verloren.
Als erstes wird ein Signal, bestehend aus den Frequenzen f
f und f im Zeitbereich dargestellt.
1 2
t
T
t
f
F
0
Zeit
,
0