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Anhang 5 Synchrones
Die Abbildung unten stellt einen Ersatzstromkreis einer Batterie dar. Wenn
das Messobjekt, wie in dieser Abbildung dargestellt, zusätzlich zum reinen
Widerstand weitere elektrische Eigenschaften aufweist, kann das synchrone
Erkennungssystem verwendet werden, um den effektiven Widerstand des
Objekts zu erhalten. Mit dem synchronen Erkennungssystem können zudem
schwache Signale von Störsignalen getrennt werden.
Das synchrone Erkennungssystem fängt das Referenzsignal und andere
Signale auf, die dieselben Phasenkomponenten aufweisen. Die Abbildung
unten zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung des synchronen
Erkennungssystems. Das System besteht aus einem Stromkreis, der
2 Signale und einen Tiefpassfi lter (LPF) vermehrt, der ausschließlich
Gleichstromkomponenten von außen erfasst.
Nicht invertierender Verstärker
Referenzsignal
Falls „v1" als Referenzsignalspannung für den im Instrument erzeugten
Wechselstrom betrachtet wird und „v2" als die Signalspannung für die
Verwendung bei der synchronen Erkennung, können diese Parameter durch
die unten dargestellte Gleichung ausgedrückt werden. θ von v2 zeigt den
Phasenunterschied in Bezug auf v1, der durch die Reaktanz erzeugt wird.
v1 = Asin ω t
v2 = Bsin ( ω t+ θ )
Wenn die synchrone Erkennung auf v1 und v2 angewendet wird, werden
diese Werte folgendermaßen ausgedrückt:
v1 × v2 = 1/2ABcos θ − 1/2ABcos (2 ω t+ θ )
Der erste Ausdruck gibt den Spannungsabfall aufgrund des effektiven
Widerstands an. Der zweite Ausdruck wird um den LPF verringert. Das
Instrument zeigt den ersten Ausdruck an.
Erkennungssystem
E
L
R
1
+1
Invertierender
Verstärker
−1
Synchrones Erkennungssystem
R
2
C
LPF
Tiefpassfi lter
Multiplikationsstromkreis
1
2
3
4
5
6
7
Anhang 7
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