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Signalextraktion durch Mittelwertbildung

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Formal Metadata

Title
Signalextraktion durch Mittelwertbildung
Alternative Title
Signal Recovery by Signal Averaging
Author
License
No Open Access License:
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Identifiers
IWF SignatureC 1285
Publisher
Release Date
Language
Other Version
Producer
Production Year1977

Technical Metadata

IWF Technical DataFilm, 16 mm, LT, 35 m ; SW, 3 1/2 min

Content Metadata

Subject Area
Genre
Abstract
Signalerkennung, Rauschamplitude, Signal-Rausch-Verhältnis, Mittelwertrechner, Rauschunterdrückung.
Keywords
IWF Classification
SignalPhysikChemical compoundSignalHalyardAircheckMesstechnikFrequencyVisibility
Transcript: German(auto-generated)
In der Messtechnik gibt es viele Arten von Signalen, zum Beispiel die Spannung als Funktion der Zeit. Die Aufzeichnung eines derartigen Signals ist in vielen Fällen durch Rauschen überlagert.
Häufig ist das Signal dann nicht mehr deutlich wiederzuerkennen.
Es gibt eine Möglichkeit, verrauschte Signale wieder zu gewinnen, wenn die Signale auf einen bestimmten Zeitpunkt bezogen und wiederholt werden können. Man bildet dann den Mittelwert aus den mehrfach wiederholten Signalen. Dabei bleibt das Signal erhalten, aber der Rauschanteil nimmt ständig weiter ab.
Noch deutlicher für n gleich 100. Wartet man hinreichend lange, das heißt, wird das Signal genügend oft wiederholt, so lässt es sich mit jeder gewünschten Genauigkeit wieder gewinnen.
Hier wird es als Verbindung der einzelnen gemessenen Punkte sichtbar. Technische Geräte, die dieses Verfahren benutzen, heißen Mittelwertrechner oder Signal Averager.
Unser Signal bestand aus drei Sinuswellen. Die Rauschamplitude als Funktion der Frequenz ist im Allgemeinen näherungsweise konstant. Hier hat das Signal höchstens die Amplitude 13.
Nach mehrfacher Mittelwertbildung wird die Rauschamplitude immer kleiner. Schließlich ist ein Signalrauschverhältnis von 13 zu 1 erreicht.
Tragen wir das Signalrauschverhältnis auf als Funktion der Zahl der Wiederholungen, dann erhalten wir eine Wurzelfunktion.
Nach der Theorie erhöht sich der Wert des Signalrauschverhältnisses proportional zur Wurzel aus der Zahl der Wiederholungen. Ergebnis, n-maliges Messen verbessert das Signalrauschverhältnis um den Faktor Quadratwurzel aus n.