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Analyse eines Rauschsignals via FFT
Guten Morgen zusammen,
Ich möchte gerne ein sog. Kundt´sches Rohr (Impedanzrohr) bauen und eine entsprechende Software mit Labview erstellen. Mit diesem Rohr kann man den Absorptionsgrad eines Prüfstückes ermitteln. Allgemein funktioniert ein solches Rohr folgendermaßen:
Ein Rohr der länge x ist an einer Seite geschlossen und an der anderen Seite ist ein Lautsprecher angebracht. An zwei Positionen im Rohr wird via eines Mikrofons der Druckunterschied zwischen der einen Position und der anderen Position gemessen. Dabei ist der Druckunterschied des einfallenden Signals (von LS zur Probe) an Mikrofonposition 1 und Mikrofonposition 2 und der Druckunterschied des reflektierten Signals (von Probe zu LS zurück) an den Mikropositionen zu ermitteln. Aus der Abnahme des Druckes kann ermittelt werden wieviel Energie dem Signal entzogen wurde und daraus folgt dann der Absorptionsgrad.
In der Theorie relativ einfach, aber in der Praxis stellen sich folgende Probleme:
1) um den Absorptionsgrad über ein Frequenzband zu bestimmen muss ein Rauschen genutzt werden, dass im interessanten Frequenzbereich ein stationeres Signal mit einer konstanten Sektraldichte besitzt.
2) Weder den Schalldruck des einfallenden noch des reflektierten Signals kann man messen, nur die Überlagerung beider kann man messen.
Zu 1) Stellt sich die Frage, was für ein Rauschen man da nehmen könnte (Ich weiß evtl off Topic, aber vielleicht weiß ja jemand eine Möglichkeit ein Rauschen mit konstanter Spektraldichte zu erzeugen)
Zu 2) Das Problem habe ich in soweit gelöst, dass wenn ich ein Rauschen bestimmter Amplitude in das Rohr hineinschicke, weiß ich theoretisch zu jeder Position des Mikros im Rohr den entsprechenden Druck (Amplitude). Und wenn ich das Rauschen über eine FFT auflöse, kenne ich auch die Amplitude jeder im Rauschen enthaltenden Frequenz an einer bestimmten Position (über die Wellenlänge lässt sich das rausfinden). Genauso kenne ich, durch Messung, die Amplitude jeder Frequenz des Überlagerten Rauschens. Über das Superpositionsprinzip (Amplitude ges. = Amplitude hin + Amplitude zurück) kann ich dann bestimmen wie die Amplitude jeder Frequenz des reflektierten Rauschens ist.
Lange Einführung ich weiß, aber ich wollte mal die Gesamtsituation beschreiben.
Nun zu meinem Problem:
Die im Rauschen vertretender Frequenzen kann ich über das Leistungsdichtespektrum einer FFT ermitteln, aber wie erhalte ich die Amplituden der einzelnen Frequenzen??
Ich habe es schon mal mit einem Sinussignal versucht und habe festgestellt, dass ich über die FFT nach Betrag und Phase nicht die Amplitude des Sinussignals angezeigt bekomme, bzw. der Betrag der FFT bleibt immer gleich, obwohl die Amplitude des Sinussignls sich ja mit jedem Abtastwert verändert?!
Ich habe auch schon ein VI gefunden indem mir die Amplitude des Eingangsignals angezeigt wird, aber leider nur über den gesammten Abtastzeitraum und nicht für jeden einzelnen Abtastwert. Zur Bestimmung der Amplituden an einer beliebigen Position des Mikros brauche ich aber für jeden Abtastwert die Amplituden.
Ich hoffe das war verständlich?! Ansonsten hier nochmal hier die ganz einfache Version: Ich möchte aus einem Überlagertem Signal (2 Sinussignale), wobei das Überlagerte Signal und ein Signal mit Amplitude und Frequenz bekannt sind, die Amplitude des zweiten Signals und zwar für jeden Abtastwert.
Vielen Dank schonmal für eure Hilfe
lG
P.S. die LabView Version it der ich arbeite ist die 2009 er.
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