Experimentelle Übungen für Fortgeschrittene
im Institut für Angewandte Physik

Korrelationstechnik

Inhalt:

Die Hauptaufgabe der Nachrichtentechnik besteht darin, aus einem Signal Information zu gewinnen. Dazu ist es im Allgemeinen notwendig, ein empfangenes Signal mit einem anderen, bekannten Signal zu vergleichen. Ein Signal ist die Darstellung einer Nachricht durch physikalische Größen wie z.B. elektrische Spannungen oder Feldstärken, wobei ein Signal sich gewöhnlich zeitlich verändert. In allen Korrelationsverfahren wird ein Maß für die Ähnlichkeit zweier Signale berechnet. Auf diesem Ähnlichkeitsvergleich lassen sich z.B. wichtige Empfangsverfahren aufbauen.

In dem Versuch werden Autokorrelationsfunktionen von determinierten Signalen (Sinus, Dreieck, Rechteck, ...) gemessen. Dazu wird das Eingangssignal in zwei Signale geteilt, wobei ein Signal gegenüber dem anderen zeitlich verzögert wird. Beide Teilsignale werden nachfolgend elektronisch multipliziert und integriert. Mit derselben Technik lässt sich auch eine Fourieranalyse z.B. eines Rechteck-Signals durchführen. Eine technische Anwendung der Korrelationstechnik ist die Lock-In Technik zur Messung kleinster periodischer Signale, was am Beispiel eines Widerstandes demonstriert wird, wo der zu messende Strom sehr klein ist.

Kenntnisse / Stichwörter zur Vorbereitung: Energie und Leistung von Signalen Fouriertransformation Korrelation und Faltung Autokorrelation, Kreuzkorrelation Schematischer Aufbau eines Lock-In Verstärkers Literatur und Links: Ohm, Lüke: Signalübertragung, Springer, 2002 Kapitel 2 Fouriertransformation Kapitel 4 Korrelationsfunktionen determinierter Signale Virtuelles Lock-In Experiment der Universität Konstanz

Zuletzt geändert am 09.07.2004