Digitale Signalverarbeitung in der Messtechnik

Praktisch alle Messgeräte in der Akustik sind heute computergestützt. Eine akustische Messapparatur kann in Form von PC-ferngesteuerter Hardware realisiert werden oder in Form von integrierten Lösungen mit speziellem Speicher und Prozessor. Nach der analogen Vorverarbeitung der vom Mikrofon gelieferten Spannung setzt ein Analog-Digital-Wandler des Schalldrucks in Computerdaten um. Dabei wird eine Abtastung des Schalldruck-Zeitverlaufs durchgeführt sowie eine Quantisierung der Amplituden. Bei der Messung von akustischen Übertragungsstrecken in der Raumakustik, Bauakustik, Lärmimmission, Elektroakustik, usw. werden digital erstellte und empfangsseitig aufgenommene Messsignale sowohl im Zeitbereich als auch im Frequenzbereich ausgewertet, und je nach Anwendung resultieren Impulsantworten (Abklingkurven) oder Übertragungsfunktionen (Spektren). Die Signalverarbeitungsmethoden der digitalen Messtechnik sind Analog-Digital-Wandlung, diskrete schnelle Fouriertransformation, FFT, und ähnliche Techniken zur Analyse der Messdaten. In diesem Beitrag werden Grundlagen der Abtastung und Quantisierung, digitale Filter sowie mehrere digitale Signalverarbeitungsmethoden beschrieben: Echtzeit-Frequenzanalysator, 2-Kanal-FFT-Analysator mit Sweep- oder Rauschanregung und Maximalfolgenmesstechnik. Anwendungen und Fehlerquellen der digitalen Messverfahren werden an Beispielen diskutiert.