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Brückenabgleich oder Tarierung
Kapitel 8
8.6 Übersteuerung eines Messbereichs
Grundsätzlich ist bei allen CRONOS Verstärkern eine analoge Aussteuerung bis zu den nominalen
Messbereichsgrenzen möglich (±FS = Fullscale). Das gewählte numerische Darstellungsformat lässt hingegen
theoretisch eine Anzeige bis zum doppelten nominalen Messbereich zu (±2xFS).
Der analoge Signalpfad lässt in der Regel eine gewisse Übersteuerung zu, auch ohne dass der lineare
Arbeitsbereich verlassen wird. Das Übersteuerungsverhalten wird noch durch weitere Aspekte bestimmt, wie die
analogen und numerischen Aussteuerungsgrenzen des AD-Wandlers und die numerischen Begrenzungen der
nachfolgenden Signalverarbeitung. Gewisse interne Reserven sind auch zwingend nötig, um z.B. Einschwingen
von Filtern, Kalibrierung und dergleichen abzudecken. All diese Aspekte führen schliesslich jeweils zu leicht
unterschiedlichen Grenzen bzw. Verhalten, im Sinne einer harten Begrenzung oder Einsetzten eines
nichtlinearen Verhaltens. Dies kann abhängen von konkretem Modultyp, Messmodus und Messbereich.
Zur klaren Erkennung einer Übersteuerung ist bei einigen imc CRONOS Modulen folgendes Verhalten
implementiert:
Wird intern eine Überschreitung des zulässigen Signalbereichs erkannt, was typischerweise bei etwa bei 105%
des nominalen Messbereichs liegt (±1,05 x FS), so wird der angezeigte Messwert gezielt auf den doppelten
nominalen Messbereich gesetzt (±2x FS). Dies dient als eindeutige Übersteuerungsanzeige, da diese beiden
ausgeprägten Werte unter normalen Bedingungen sonst nicht auftreten können. Diese angezeigte Werte dienen
somit als Warnanzeige, um die Wahl eines entsprechend gröberen Messbereichs "anzumahnen".
Hierbei ist zu beachten, dass die erkannte interne Übersteuerung sich auf das ungefilterte Rohsignal bezieht. Bei
eingestelltem Tiefpassfilter (oder Anti-Aliasing Filter) und signifikantem höher-frequenten Signalanteil ist es also
durchaus möglich, dass das gefilterte angezeigte Signal deutlich unterhalb der Messbereichsgrenzen liegt, diese
intern jedoch bereits überschritten werden. Ein solcher Fall wäre daran zu erkennen, dass das angezeigte Signal
etwa von z.B. 0,8 x FS schlagartig auf 2 x FS springt.
Dies ist ein völlig normales Verhalten praktisch jedes (auch rein analogen) Messystems: Werden sehr
breitbandige Signale mit einer filternden Signalverarbeitung belegt, so ist darauf zu achten, dass die zulässigen
Aussteuerungsbereiche in allen Verarbeitungsstufen (ob analog oder digital) nicht verlassen werden.
Konkret bedeutet das, einen ausreichend "grosszügigen" Messbereich auszuwählen, sofern zu erwarten ist, dass
das ungefilterte Signal deutliche Signalspitzen aufweisen kann. Im Zweifel kann dies durch eine Test-Messung mit
ausgeschaltetem Filter (auch kein Anti-Aliasing Filter, sondern keinerlei Filter) verifiziert werden.
© 2023 imc Test & Measurement GmbH
imc CRONOS Systemfamilie - Handbuch, Edition 11 - 06.06.2023
Seite 234
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