BSV
02 Grundlagen
02 Grundlagen
Kartei Details
Karten | 25 |
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Sprache | Deutsch |
Kategorie | Elektronik |
Stufe | Mittelschule |
Erstellt / Aktualisiert | 16.02.2016 / 30.01.2024 |
Weblink |
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Deterministische Signale
Periodische Signale
- harmonische Signale
- nicht-harmonische Signale
Deterministische Signalparameter
- Beispiel harmonische Schwingung: x(t) = A · sin(2πf ·t - ø)
- Frequenz (f [Hz]): Häufigkeit der Wiederholungen bei periodischen Vorgängen
- Amplitude (A): maximale Auslenkung vom arithmetischen Mittelwert (Bei sinusfärmigen Signalen)
- Periodendauer (T [s]): das kleinste zeitliche (oder örtliche) Intervall, nach dem sich der Vorgang wiederholt
- Phasenverschiebung (ø [rad]): Differenz der Nulldurchgänge zweier gleicher Periode (oder ganzzahlige Vielfache --> harmonische Oberwellen)
Lineare Mittelwert (Gleichwert)
Lineare Mittelwert (Gleichwert) x(t) oder (x(t)) beschreibt den Gleichanteil des periodischen Signals. Er wird als Verhältnis der Fläche des Signals über der Zeit innerhalb einer Periode (oder ganzzahliem Vielfachen) und der Periodendauer T gebildet.
Er ist ein Mass für den der periodischen Funktion überlagerten Gleichanteil (z.B. Uoffset)
- Amplitude (A): maximale Auslenkung vom Basiswert
- Impulsdauer (tx[s]): Pulse width
- Zeitliche Dauer bei welchem sich der Impuls über 50% der Amplitude befindet (tFWHM), FWHM: "full width half maximum"
- Impulsverzögerung (td[s]): Delay time
- Zietliche Verzögerung des Maximalwertes bezogen zu einem Referenzwert (z.B. t=0)
Stochastische Signale (Nichtdeterministisches Signal)
Stochastische Signale (Zufallssignale) sind Signale deren Signalverlauf x(t) nicht (oder zumindest nicht vollständig) in mathematischer Frm beschreibbar ist.
--> lassen sich nicht exakt berechnen
--> Beschreibung mit statistischen Regeln möglich
Ein solches Signal kann für die Zukunft nicht exakt vorhergesagt werden
--> permanent eingebrachte Störungen im Biosignal
Transiente Signale
Transiente Vorgänge sind nicht vorhersehbare, nicht periodische, temporäre Signale. Transiente treten als schnelle, sprunghafte Änderung der Eingangsgrösse auf
- Bewegungsartefakte (z.B. Patientenbewegung)
- Ausgleichsvorgänge (z.B. Kondensatorentladung)
- Spitzen und Sprünge (z.B. mechanische Kontakte, Funken)
- Einschalt-/ Einschwingvorgang (z.B. Ab- und Einschalten von Maschinen)
--> (temporär) eingebrachte Störung im Biosignal
Reale Signale: Überlagerund von Nutz- und Störsignal
Was bedeutet die Einheit dB?
Das Bel (B) bezeichnet ein Hilfsmass zur Kennzeichnung von Pegeln oder Massen (nach Alexander Bell).
In der Regel wird der zehnte Teil eines Bels verwendet, das Dezibel (dB).
Das Bel kennzeichnet den dekadischen Logarithmus zweier gleichartiger Leistungs- oder Energiegrössen (Pi).
--> erste Gleichung: Q=...
In der Regel (lineare Systeme) verhalten sich die Leistungsgrössen (P) proportional zu den Quadrat der einwirkenden Feldgrössen (F: z.B. Spannung, Schalldruck...)(P~F^2)
Beschreibung von Signalen (Zeitbereich vs. Frequenzbereich)
Klassische "intuitive" Beschreibung von Signalen erfolgt im Zeitbereich. Die Darstellung der Signalwerte (x) erfolgt in Abhängigkeit der Zeit (t):
x = fkt(t) = x(t)
Alternativ kann man Signale (X) auch als Summe von Sinusschwingungen, die sogenannte Fourierreihe im Frequenzbereich (f) darstellen:
X = fkt(f) = X(f) = F(x(t))
X(f) - x(t)
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