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2 Einführung
DualPath Processing: Parallele Messung von breit- und schmalbandigen Messwerten
Bisher war ein Spannungs- bzw. Strommesskanal (U- bzw. I-Messkanal) mit einer analogen
Signalkonditionierung ausgestattet und dieses Signal wurde per Analog-Digital-Wandler (AD-
Wandler) der digitalen Signalverarbeitung zugeführt. Damit war es möglich, das Signal entweder
breitbandig zu messen oder das Signal dem Abtasttheorem entsprechend zu filtern (Antialiasingfilter)
und z.B. per digitalem Filter oder schneller Fourier-Transformation (FFT) weiter zu analysieren.
Die oftmals übliche Praxis, das Signal breitbandig zu messen und ohne Antialiasing Filter trotzdem
zu analysieren, birgt das sehr große Risiko, falsche Werte zu bekommen. Sollte ein Fehler durch
Aliasing bei 50 % liegen, so würde man das wohl noch schnell bemerken, bei 0,5 % ist es aber
deutlich schwerer zu erkennen. Kurz gesagt, das konnte eine Notlösung sein, wenn man in einer
Applikation schmal- und breitbandige Werte gleichzeitig benötigte, aber befriedigend war das
nicht.
Bei
dem
LMG600
wurde
die
Signalverarbeitung
vollständig
überarbeitet.
Die
analoge
Signalkonditionierung blieb wie gehabt, jedoch wurde die nachgeschaltete Elektronik revolutionär
angepasst: Das LMG600 verfügt je U- und I-Messkanal über zwei AD-Wandler. Einen der für das
ungefilterte Signal zuständig ist und breitbandige Werte liefert und einen zweiten AD-Wandler der
immer nur ordentlich gefilterte Werte verarbeitet. Bei dieser vollkommen neuen DualPath-Processing-
Technologie werden die digitalen Abtastwerte beider Wandler parallel weiter verarbeitet, so dass die
schmalbandigen und die breitbandigen Messwerte erstmals gleichzeitig gemessen werden können. Und
das ohne Aliasingeffekte!
Bereitstellung der Messwerte
Bewährte Techniken wie die Stern-Dreieck-Umrechnung sind dafür bekannt, dass sie gewisse Werte
mehrfach erzeugen. War es früher noch relativ übersichtlich möglich, die umgerechneten Werte
einfach einem neuen Rechenkanal zuzuordnen, ist das heute mit der Vielzahl der Werte (schmal-
/breitbandig, Physikalische-/Stern-/Dreiecks-/Summenwerte) und deren Kombinationen nicht mehr
in dieser Form möglich, da die Anzahl der Rechenkanäle explodieren und die Bedienbarkeit extrem
leiden würde.
Beim LMG600 wurde daher eine zweigeteilte Lösung gewählt. Im Display bekommt man die Werte
einer Gruppe angezeigt und mit Hilfe der Bedienelemente kann man komfortabel auswählen, welche
Werte angezeigt werden sollen.
Im Fernsteuerbetrieb (Interface) wurden die bisher von SCPI bekannten Suffixe weiter entwickelt. Man
hat neben den physikalischen Kanalnummern nun für jede Gruppe eine vierstellige Zahl zu Verfügung,
bei der jede Ziffer genau spezifiziert, welche Werte anfragen werden sollen. Das System ist im Detail
in L S [9.2.4→222] beschrieben.
Verschiedene Meßwertarten gleichzeitig
Bei älteren Messgeräten bestand bei der Messung von Effektivwerten, Harmonischen, Flicker, etc.
eine Beschränkung, welche Werte, basierend auf verschiedenen Messmodi, gleichzeitig gemessen werden
konnten. Dies lag zum einen an der begrenzten Rechenkapazität, zum anderen waren seriöse Messungen
von Harmonischen und breitbandigen Effektivwerten mit nur einem AD-Wandler einfach nicht möglich
(siehe oben).
Das LMG600 hat sowohl hardwaremäßig als auch softwaremäßig die Möglichkeiten, z.B. Harmonische
und Effektivwerte gleichzeitig zu erfassen. Diese Eigenschaft ist für viele Applikationen nützlich.
Hierbei treten jedoch neue Herausforderungen für die Datenaufzeichnung auf: Möchte man die
Harmonischen normgerecht über 200 ms messen, die Effektivwerte jedoch über 50 ms, so tritt speziell
bei der Aufzeichnung von Messwerten die Frage auf, wann man welche Werte speichert, um noch
sinnvolle Zeitbezüge herstellen zu können. Hier unterstützt das LMG600 insofern, als dass man
wählen kann, ob die Aufzeichnung synchron mit den Effektivwerten oder den Harmonischen erfolgen
soll. Erfolgt die Aufzeichnung mit dem langsameren Signal, so wird nur die neueste Variante des
schnellen Signals mit abgelegt. Erfolgt die Aufzeichnung mit dem schnellen Signal, so wird ggf. das
langsame Signal mehrfach aufgezeichnet. Dieses Verfahren bietet die höchst mögliche Konsistenz der
aufgezeichneten Daten.
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