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Signalverarbeitung

Was ist Signalverarbeitung?

In der Signalverarbeitung geht es darum, Informationen aus den vorverarbeiteten Signalen zu extrahieren um basierend auf diesen Informationen die richtigen Schlüsse zu ziehen. Man unterscheidet dabei zwischen analoger und digitaler Signalverarbeitung.

'Datenerfassungssysteme und Analysesoftware wie KiDAQ und jBEAM von Kistler bieten viele Möglichkeiten zur Signalverarbeitung.
Signalverarbeitung mit KiDAQ, einem modularen und flexiblen Datenerfassungssystem, bietet im Zusammenspiel mit der Software jBEAM viele Möglichkeiten. Beides sind Produkte von Kistler.

Wenn man beispielsweise ein analoges Signal eines piezoelektrischen Kraftsensors genau betrachtet, dann enthält das Signal neben der Messkurve des eigentlichen Vorgangs auch parasitäre Signalanteile wie beispielsweise Rauschsignale oder Schwingungen. Letztere haben ihren Ursprung im mechanischen Aufbau haben. Mit geeigneter Signalverarbeitung kann nun die Messkurve des eigentlichen Vorgangs herausgefiltert werden.

Methoden der Signalverarbeitung

Es gibt viele Methoden und Werkzeuge, um Messignale auf wichtige Informationen hin zu analysieren.

Gängige Werkzeuge in der analogen aber auch in der digitalen Signalverarbeitung sind Filter. Hierbei wird ein Signal so verarbeitet, dass unerwünschte Signalanteile herausgefiltert werden. Eine gute Einführung in das Thema Filterung bietet dieses Tutorial.

In der digitalen Signalverarbeitung sind 'Fourier Transformationen' – meist nur FFT (Fast Fourier Transformation) genannt – sehr verbreitet. Mit Fourier Transformationen werden diskrete Signale, die meist zeitbasiert sind, in ihre Frequenzanteile zerlegt. Häufig lassen sich Signale im Frequenzbereich einfacher analysieren; genau das erreicht eine FFT.

Signalverarbeitung in Systemen

Der Übergang von Signalaufbereitung zur Signalverarbeitung ist meist fließend. Geräte wie Ladungsverstärker, die in der Vergangenheit Signale aufbereitet haben, gehen heute viel weiter. So bieten Ladungsverstärker wie der LabAmp umfangreiche Werkzeuge, um die Messsignale zu verarbeiten und dem Anwender in verarbeiteter Form analog oder digital wieder zur Verfügung zu stellen.

Modulare Datenerfassungssysteme wie KiDAQ gehen weiter, indem diese ein ganzes System bilden und Signalaufbereitung und -verarbeitung miteinander vereinen. Umfangreiche Analyse-Software wie jBEAM macht es möglich, erfasste Messsignale umfassend zu verarbeiten.

Für Anwendungen, die eine ganz bestimmte und teilweise auch genormte Verarbeitung von Messsignalen voraussetzen, stehen sehr spezifische Messsysteme und Messsoftware zur Verfügung. Für NVH-Anwendungen ist dies die Hardware KiNOVA im Zusammenspiel mit KiSUITE.