Braucht mein Sensor ein zusätzliches analoges Filter?
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Müssen Sie ein industrielles Datenerfassungssystem designen und wissen Sie nicht wie Sie die Filter konfigurieren müssen? Kämpfen Sie in Ihrem Produkt mit Störungen und Rauschen und wissen Sie nicht wie Sie dieses reduzieren können? Haben Sie sich schon gefragt ob analoge oder digitale Filter besser sind?
Diese Fragen treten in der Praxis immer wieder auf. Ein analoger Sensor soll an einen digitalen Regelkreis oder an ein Datenerfassungssystem angeschlossen werden. Falls Probleme mit dem gemessenen Signal auftauchen folgt schnell der Ruf nach einem analogen Filter, um das Problem zu eliminieren. Aber ist das auch der richtige Weg? Es ist schliesslich sehr aufwändig ein analoges Filter an neue Anforderungen anzupassen (ausgenommen SC (Switched Capacitor) Filter). Auch der Platzbedarf darf nicht unterschätzt werden. Die folgende Beschreibung zeigt Ihnen, wie Sie selbst beurteilen können, ob Sie zusätzliche Messfilter benötigen und ob diese richtig dimensioniert sind.
Typische Situationen
Die genannten Fragestellungen können in sehr unterschiedlichen Situationen auftreten, z.B.:
- Produktion und Testing: Hier wird häufig mit Datenerfassungssystemen von National Instruments und anderen Herstellern gearbeitet. Dadurch reduziert sich der Entwicklungsaufwand enorm. Über flexibel anpassbare, analoge Filter verfügen diese Systeme jedoch häufig nicht. Auch können lange Messleitungen zusätzliche Störungen einfangen.
- Produktentwicklung: Es gibt kaum ein Produkt, dass nicht über Sensoren und anschliessende Digitalisierung verfügt. Das Datenerfassungssystem reduziert sich hier häufig auf einen integrierten analog-digital Wandler. Bauteilkosten, Platzbedarf sowie die Leistungsaufnahme des Produkts sind hier häufig zentral. Analoge Filter verursachen zusätzliche Kosten und benötigen Platz. Digitale Filter können hingegen die Leistungsaufnahme vergrössern.
Störquellen
Störungen des gemessenen Signals können sowohl im Sensor als auch auf der Übertragungsleitung zum Datenerfassungssystem auftreten. Je nach physikalischem Prozess und verwendetem Messprinzip kann auch ein nicht zu vernachlässigendes Rauschen im Sensor entstehen. Der Einfachkeit halber gehen wir hier davon aus, dass Rauschen tendenziell eher breitbandig ist, Störungen jedoch eher schmalbandig.