Die wichtigsten Abkürzungen im Bereich Messen, Testen, Simulieren und Signalverarbeitung

Dieser Beitrag erklärt Abkürzungen aus den Bereichen Messen, Testen, Simulieren und Signalverarbeitung: von AFE und FEC über FFT und LXI bis jenseits von OFDM und VNA.

Die folgende Zusammenstellung enthält Definitionen und Erklärungen für Abkürzungen und Begriffe aus den Themengebieten Messen, Testen, Simulieren und Signalverarbeitung. Verknüpfungen zu themenbezogenen Fachbeiträgen wie auch zu weiterführenden Web-Seiten liefern dabei viele weitere Details und informieren über den Stand der Technik.

AFE, Analog Frontend, analoges Frontend

Das analoge Frontend (AFE) ist ein branchenübergreifend genutzter Begriff für die erste Stufe einer Sensor-Signalverarbeitungskette.

AM, Amplitudenmodulation

Nachrichtentechnische Signalverarbeitung moduliert ein häufig hochfrequentes Signal (Träger) in seiner Amplitude mit einem niederfrequenten Nutzsignal (NF), um analoge oder digitale Informationen zu übertragen. Das einfache analoge Modulationsverfahren ist störanfällig. Umgangssprachlich wird AM oft als Synonym für Kurz-/Mittel-/Langwellen-Rundfunk gebraucht.

ANC, Active Noise Control/Cancellation/Reduction

Active Noise Control/Cancellation/Reduction. Antischall oder auch aktive Lärmkompensation kompensiert Umgebungsgeräusche (Luftschall) durch destruktive Interferenz mittels künstlich erzeugtem Schall - ein exaktes Duplikat des störenden Schalls, jedoch mit entgegengesetzter Polarität. In der Fahrzeugkabine lassen sich Motor- und Fahrgräusche kompensieren – auch im Auspuff, Freisprechsysteme verbessern die Verständlichkeit und im Bereich Körperschall lassen sich (zerstörende) Vibrationen unterdrücken. Im Consumerbereich sind ANC-Kopfhörer/Earbuds wichtige Produkte, die den Umgebungsschall systematisch ausblenden.

AOP, Acoustic Overload Point

Spracherkennungssysteme erzielen häufig eine bessere Leistung, wenn das verwendete Mikrofon einen hohen akustischen Übersteuerungspunkt (Acoustic Overload Point, AOP) aufweist. Der AOP ist als Schalldruckpegel (SPL) definiert, an dem der Klirrfaktor 10 Prozentpunkte überschreitet, gemessen in dBSPL (Decibel Sound Pressure Level). Ein hoher AOP sorgt dafür, dass Algorithmen Störsignale besser unterdrücken und ein relativ verzerrungsfreies Sprachsignal empfangen können. Erfahren Sie mehr hierzu im Beitrag Digitales Zuhören mit MEMS-Mikrofonen.

ASK, Amplitude-Shift Keying

Die Amplitudenumtastung (ASK) zählt zu den digiaten Modulationsverfahren in der Nachrichtentechnik. Dabei wird die Amplitude eines Trägers sprunghaft verändert, um verschiedene Werte zu übertragen. Die einfachste Form der Amplitudentastung ist das On-Off Keying (OOK), bei dem der Träger an- und ausgeschaltet wird, um eine 1 oder 0 zu übertragen. Unterschiedlich hohe Amplitudensprünge erlauben es pro Symbolschritt mehrere Bits zu kodieren (vier unterschiedliche Amplituden repräsentieren zwei Bits: 00, 01, 10 und 11). Höhere Datenraten nutzen mehrere Träger parallel.

ATE, Automatic Test Equipment

Allgemein umfasst ATE automatisierte messtechnische Apparaturen zum Testen während der Produktion in der Chip- und Elektronik-Industrie. Getestet werden beispielsweise integrierte Schaltungen per Wafer-, Chip- oder Modul-Test, eingelötete Analogbauteile oder Leiterplatten. Testinhalte sind Kontakttest, Parametertest, Funktionstest. Komplexere Teststrategien und höhere Testtiefe lassen sich mit dem In-Circuit-Test (ICT) und dem Boundary Scan realisieren.

CBCT, Cone-Beam-Computertomografie

Die zugrundeliegende digitale Volumentomographie (DVT) ist ein dreidimensionales, bildgebendes Tomographie-Verfahren unter Nutzung von Röntgenstrahlen.

CFAR, Constant False Alarm Rate

Die Falschalarmrate (FAR) ist ein Bewertungsmaß für die Güte eines Radarsystems. Echosignale treten statistisch verteilt auf und führen zur Detektion flascher (nicht vorhandener) Objekte. Unter Falschalarmrate versteht man die durchschnittliche Anzahl der falschen Ziele, die in einer bestimmten Zeit, zum Beispiel pro Antennenumdrehung oder pro Impulsfolgeperiode (PRT) am Empfängerausgang feststellbar sind. Moderne Radarsysteme regeln abhängig von den Umgebungsbedingungen auf eine konstante Falschalarmrate (CFAR). SIe verwenden Sensitivity Time Control (STC), welches die Empfängerdynamik beeinflusst und auch als GTC (Gain Time Control, zeitabhängige Verstärkungsregulierung) bezeichnet wird. Die resultierende Dynamikkompression bewirkt eine Nahechodämpfung und verbessert so die Objekterkennung. Moderne Drohnen orientieren sich ebenfalls per Radar.

CT, Computertomographie

Die Computertomographie ist ein bildgebendes Verfahren in der Radiologie. Im Gegensatz zur Röntgentomographie wird bei der Computertomographie ein Computer benutzt, um aus den Absorptionswerten von durch den Körper tretenden Röntgensignalen errechnete Schnittbilder erzeugen zu können. Durch rechnerbasierte Auswertung einer Vielzahl, aus verschiedenen Richtungen aufgenommener Röntgenaufnahmen eines Objektes werden digital Schnittbilder rekonstruiert. Alternative Bezeichnungen sind CT-Scan, CAT-Scan (von computer-assisted tomography oder computed axial tomography) oder Schichtröntgen. On-Premises-Cloudlösungen in der Medizin haben das Ziel, die Bewältigung großer Datenmengen und komplexe Berechnungssoftware wie auch -computer im Medizinbereich allgemein verfügbar zu machen.

CW, Continuous Wave

CW bedeutet hier: permanente Strahlaussendung eines Radar/Lidar-Systems (im Gegensatz zu gepulstem Radar/Lidar)

DAQ, Data Acquisition

(Paket-)Datenerfassung, meist im Rahmen von XCP.

DBF, Digital Beam Forming

Die digitale Formung des ausgesandten Strahlenbündels ermöglicht es, (Radar-)Wellen aus verschiedenen Richtungen gleichzeitig zu senden und empfangen.

DVT, Digitale Volumentomographie

Das dreidimensionale, bildgebende Computertomographie-Verfahren (CT) nutzt Röntgenstrahlen und kommt vor allem in der Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde, der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie sowie in der Zahnmedizin zum Einsatz. Hounsfield-geeichte Gerät tragen in der angloamerikanischen Literatur die Bezeichnung „Cone Beam CT“ (CBCT). Diese Technik eröffnet ganz neue Wege, sodass nun auch die Beurteilung von Weichteilstrukturen sowie eine virtuelle Endoskopie möglich ist. Die Hounsfield-Skala beschreibt in der CT die Abschwächung von Röntgenstrahlung im Gewebe. Die resultierenden Graustufenbilder erlauben eine Zuordnung von Gewebearten und lassen somit pathologische Abweichungen erkennen.

DWDM, Dense Wavelength Division Multiplex

Das Dichte-Wellenlängen-Multiplex-Verfahren gilt zurzeit als leistungsstärkste Multiplexverfahren. Hier liegen die zur Übertragung im Glasfaserkabel verwendeten Wellenlängen (Spektralfarben) sehr dicht beieinander. Der Frequenzbereich der Wellenlängen liegt üblicherweise im C- oder L-Band bei einem Frequenzabstand von 0,4 nm (50 GHz) bis 1,6 nm (200 GHz). Diese geringen Frequenzabstände sind nur durch temperatur- und wellenlängenstabilisierte Laser (thermostatierte DFB-Laserdioden) wie auch hochwertige Filter erreichbar. Datenübertragungsraten bis zu 100 Gbit/s pro Kanal bei maximal 80 Kanälen sind möglich, die Kombination des C- und L-Bandes macht 160 Kanäle nutzbar.

FEC, Forward Error Correction – Fehlerkorrekturverfahren

Die Vorwärtsfehlerkorrektur (auch bekannt als error detection and correction, EDAC) ist ein Verfahren zu Senkung der Fehlerrate bei der Speicherung oder der Übertragung digitaler Daten. In einem Übertragungssystem kodiert der Sender die zu übertragenden Daten in redundanter Weise, so dass der Empfänger Übertragungsfehler ohne Rückfrage beim Sender erkennen und bis zu eine gewissen Fehlergrad korrigieren kann. Vorwärtsfehlerkorrektur findet Verwendung bei der Compact Discs (CD), beim digitalen Fernsehen (DVB) und im Mobilfunk.

FFT, Fast Fourier Transformation

Definition: Die Fourier-Transformation beschreibt ein kontinuierliches analoges Signal beliebiger Form (Zeitbereich) anhand seiner sinusförmigen Oberwellen (Frequenzbereich) – zerlegt also das Signal in seine Frequenzbestandteile. Diese Darstellung analoger Signale im Frequenzbereich ist unumgänglich für die Verarbeitung von digitalen Systemen. Realistisch lassen sich analoge Signale jedoch nur diskret abtasten, sodass in innerhalb eines Abtastzeitfenster mit n Abtastwerten die zeitdiskrete FT (DFT) zur Anwendung kommt. Die FFT ist eine schnelle und effizientere Form der DFT und hat zahlreiche Anwendungen auch bei Mobilfunktechnologien und in der Messtechnik.

FM, Frequenzmodulation

Nachrichtentechnische Signalverarbeitung moduliert ein häufig hochfrequentes Trägersignal durch Veränderung seiner Trägerfrequenz (Verstimmen des Oszillators) mithilfe eines niederfrequenten Nutzsignals (NF), um analoge oder digitale Informationen zu übertragen. Das analoge Modulationsverfahren ist robust gegen Störungen. Umgangssprachlich wird FM oft als Synonym für UKW-Radio-Rundfunk gebraucht.

FOC, Field Oriented Control

Die feldorientierte Steuerung/Regelung oder auch Vektorregelung steuert Elektromotoren wie die asynchrone Induktionsmaschinen (IM), auch Käfig- oder Kurzschlussläufer genannt, oder permanenterregte Synchronmaschinen (PMSM, BLDC, Reluktanzmotor). Das Hauptmerkmal von Vektorsteuerungen ist die Umwandlung des dreiphasigen Ständerstromsystems in ein orthogonales Zweiachsensystem, dessen zweidimensionaler Stromraumvektor zur Regelung der magnetischen Flussdichte und Rotordrehmoments dient. Diese Tatsache ist ein deutlicher Unterschied zur skalaren Steuerung auf Basis des Dreiphasensystems wie beispielsweise Spannung zu Frequenz beim klassischen Wechselrichter. Bei der Vektorregelung übernimmt ein DSC (digitalen Signalcontroller) die zweistufige Transformation um die drei Wechselstromphasen in zwei zeitlich konstante Regelgrößen für einen PI-Regelalgorithmus umzuwandeln. Die Regler-Ausgangssignale müssen dann entsprechend zweistufig rücktrans­formiert werden, bevor sie die dreiphasige Inverter-Treiberstufe ansteuern können.

FSK, Frequency Shift Keying – Frequenzumtastung

In der Nachrichtentechnik dient dieses Modulationsverfahren der Übertragung von Digitalsignalen beispielsweise per Funk. Wie auch die analoge Frequenzmodulation (FM) ist FSK unempfindlich gegen Störungen. Die Modulation erfolgt durch Verändern einer sinusförmigen Trägerfrequenz zwischen einem Satz unterschiedlicher Frequenzen, welche den einzelnen Sendesymbole entsprechen. Die einfachste Möglichkeit besteht im simultanen Umschalten zwischen verschiedenen Frequenzgeneratoren. Weil diese keine synchrone Phasenlagen zueinander aufweisen, ergibt sich im Umschaltzeitpunkten ein unstetiger Signalverlauf, welcher einen unerwünscht hohen Bandbreitenbedarf zur Folge hat (hartes FSK). Eine Verbesserung des Modulators besteht im Umschalten mit einem kontinuierlichen Phasenverlauf (Continuous Phase Frequency Shift Keying, CPFSK), was einen stetigen Signalverlauf bewirkt und Bandbreite einspart. Ein FSK-Modulator mit vorgeschaltetem Gaußfilter (GFSK) formt das rechteckförmige Bit-Signal in glockenförmige Impulse mit gaußförmigen Kurvenverlauf. Damit ergibt sich der geringste Zeit-Bandbreitenbedarf (weiches FSK). Das nicht-abrupte Umschalten der Sendefrequenzen verursacht allerdings auch zu Intersymbolinterferenzen, die jedoch beim Empfänger korrigierbar sind.

GFSK, Gaussian Frequency Shift Keying – Frequenzumtastung mit Gaußfilter

Bei dieser erweiterten Frequenzumtastung ist dem FSK-Modulator ein Gauß-Filter vorgeschaltet. Die steilen Flanken des digitalen Nutzsignals (rechteckförmige Bit-Daten) werden damit flacher, denn die hochfrequenten Anteile des Signals entfallen, was Bandbreite einspart. Die weiche Frequenzumtastung verursacht allerdings auch vermehrt Intersymbolinterferenzen. Beim Mobilfunkstandard GSM (Global System for Mobile Communications) wandelt das sehr ähnliche GMSK-Verfahren (Gaussian Minimum Shift Keying) die Bitsignale von 3,7 µs breiten Rechtecken in 18,5 µs lange Gauß-Impulse um. Die dadurch teilweise entstehenden Überlagerungen (Intersymbolinterferenz) und daraus resultierenden Fehlinterpretationen benachbarter Bits kann der Demodulator durch Fehlerkorrektur ausgeglichen.

HCI, Host Controller Interface

Das HCI übermittelt auf Registerebene Status- und Steuerfunktionen zwischen dem Host-Controller einer Hardware-Schnittstelle (FireWire, USB, Bluetooth) und dem entsprechenden Protokoll-Stack. Bei Bluetooth bildet das HCI ein Bindeglied zwischen der HF-Hardware-Modul und dem Bluetooth-Protokollstack. Das HCI-Interface verwaltet die Verbindungsparameter zwischen den Kommunikationspartnern und zeigt die Geräte-Einstellungen an. Vom Bluetooth-Protokollstack geht es dann per Bluetooth Embedded Control Interface (BECI) weiter zur Bluetooth-Anwendung. Für den Begriff HCI sind viele weitere Namenskonventionen geläufig: Host adapter, Advanced Host Controller Interface (AHCI) für SATA, Enhanced Host Controller Interface (EHCI) für USB 2.0, Non-Volatile Memory Host Controller Interface (NVMHCI) für PCI Express (PCIe), Open Host Controller Interface (OHCI) für USB 1.1, Universal Host Controller Interface (UHCI) für USB1.x, Wireless Host Controller Interface (WHCI) für Wireless-USB, Extensible Host Controller Interface (XHCI) bis USB 3.1, Virtual Host Controller Interface (VHCI) für USB/IP.

HDR, High Dynamic Range, hoher Dynamikbereich

beispielsweise hohe Hell-Dunkel-Dynamik bei Sensoren

HFS, Heat Flux Sensor

Wärmefluss-Sensor

ICT, In-Circuit-Test

Der In-Circuit-Test ist ein Prüfverfahren für elektronische Baugruppen und bestückte Leiterplatten in der Elektronikfertigung. Ein spezieller Prüfadapter kontaktiert die bestückte Leiterplatte und testet auf Fehler in der Leiterbahnführung, Lötfehler und Bauteilefehler, erfasst analoge Bauteilparameter und kann digitale Schaltkreise stimulieren und prüfen. — Extrem kleine und komplexe Schaltungsaufbauten ermöglichen häufig keinen physisch Zugriff auf bestimmte Schaltungspunkte. Multilayer-Platinen mit hoher Bestückungsdichte oder hochgradig integrierte Bausteine sind dann per Boundary Scan prüfbar. Die von JTAG (Joint Test Action Group) implementierte Prüfmethode nach IEEE 1149.1 verwendet separate IC-Pins um Testsignale über vordefinierte Pfade in die zu testende Schaltung zu injizieren. Im Normalbetrieb sind die Testpins inaktiv und es besteht kein Unterschied zu ICs ohne Boundary-Scan-Funktionalität. Alle Boundary-Scan-Zellen sind seriell zu einer Kette verknüpft, welche die gesamte I/O-Struktur der Integrierten Schaltung umfasst. Das IC besitzt mindestens vier eigens reservierte Steuerungs- und Daten-Pins. In Spezialfällen sind in komplexen Mixed-Signal-ICs sogar Signalgeneratoren und virtuelle Oszilloskope für den Test aktivierbar.

LEM, Name eines Unternehmens

LEM ist ein Schweizer Hersteller von Messtechnik und -komponenten, wobei LEM für Liasons Electroniques-Mécaniques steht.

LXI, Lan Extensions for Instrumentation

Standard zur Vernetzung von Messgeräten per Ethernet

MAF, Mass Air Flow

Ein MAF-Sensor ist im Deutschen als Luftmassensensor bekannt.

MAP, Manifold Air Pressure

Ladedruck; ein MAP-Sensor dient zur Messung des Absolutdrucks am Saugrohr eines Fahrzeugs

MEMS, Micro Electro Mechanical System

Solche mikromechanischen Systeme sind beispielsweise Halbleitersensoren in Chipgröße, welche Beschleunigungen, Drücke oder Schallwellen messen können. Auch gibt es MEMS Schallwandler oder Oszillatoren. Gyroskope im Auto wären ohne MEMS nicht massentauglich, genauso wenig wie ESP- oder DLP-Projektionssysteme.

MID, Measuring Instruments Directive

MID ist eine andere Bezeichung der europäischen Richtlinie 2004/22/EG über Messgeräte. Diese dient der Harmonisierung der Rechtsvorschriften über die Bereitstellung von Messgeräten mit Eichung in der EU. Zu den Messgerätearten gehören unter anderem Elektrizitätszähler, Durchflussmesser, Taxameter, Waagen und Abgasanalysatoren. Weitere Details zur MID-Richtlinie bei Wikipedia.

Modulation, Elektronische Modulationsverfahren

Analoge Modulationsverfahren: AM | FM | PM | VM | SSB | SSBSC | DSBSC
Digitale Modulationsverfahren: ASK | FSK | GFSK | PSK | QPSK | QAM | APSK | OFDM | DMT | TCM | VSB
Pulsmodulationsverfahren: PWM | PAM | PFM | PPM (1) | PPM (2) | PCM
Frequenzspreizende Modulationsverfahren: FHSS | DSSS | THSS | CSS

MPS, Motor Position Sensor

Motorpositions-Sensor ist ein von Hella geprägter Begriff im Bereich EPS.

MRI, Magnetresonanz-Imaging

Das zugrundeliegende Messverfahren ist die Magnetresonanztomographie.

MRR, Mid-Range Radar

Mittelbereichsradar arbeitet in Fahrzeugen bei etwa 77 GHz und erzielt mit etwa 70° horizontalen Öffnungswinkel etwa 200 m Reichweite. Durch spezielle Modulationsverfahren wie FM-FSK erreicht MRR eine wirksame Interferenz und Störungsunterdrückung.

MRT, Magnetic-Resonance-Technology

Die kabelloses Energieübertragung durch induktive Kopplung von zwei Luftspulen arbeitet im Resonanzbetrieb selbst bei schwacher Kopplung und über größeren Distanzen. Für das Laden batteriebetriebener Kleingeräte (beispielsweise Smartphones) definierte A4WP (heute Air-Fuel Alliance) den Schnittstellenstandard Rezence, welcher per magnetische Resonanz elektrische Energie bis 50 W in Abständen bis 5 cm drahtlos übertragen kann. Die Leistungs-Sendeeinheit (PTU) kann gleichzeitig bis zu acht Leistungsempfängereinheiten (PRU) versorgen und arbeitet bei 6,78 MHz. Beim Laden von Elektrofahrzeugen kommt Highly Resonant Wireless Power Transfer (HR-WPT) zum Einsatz.

MRT, Magnetresonanztomographie

Die Magnetresonanztomographie ist ein bildgebendes Verfahren (auch bekannt als Magnetic Resonance Imaging, MRI) und kommt vor allem in der medizinischen Diagnostik zur Darstellung von Struktur und Funktion der Gewebe und Organe im Körper zum Einsatz. Das auch als Kernspintomographie bezeichnete Verfahren basiert physikalisch auf Kernspinresonanz (Nuclear Magnetic Resonance, NMR). Das MRT-System (auch Kernspintomograph oder MRT-Gerät genannt) erzeugt sehr starke magnetische Wechselfelder im Radiofrequenzbereich, mit denen bestimmte Atomkerne (meist die Wasserstoffkerne/Protonen) im Körper resonant angeregt werden, wodurch in einem Empfängerstromkreis ein elektrisches Signal induziert wird. Im Gerät wird keine belastende Röntgenstrahlung oder ionisierende Strahlung erzeugt, allerdings sind die Wirkungen der magnetischen Wechselfelder auf lebendes Gewebe nicht vollständig erforscht.

OFDM, Orthogonal Frequency-Division Multiplexing

Das orthogonale Frequenzmultiplexverfahren ist als Sonderform des FDM eine spezielle Implementierung der Multicarrier-Modulation und verwendet mehrere orthogonale Träger zur digitalen Datenübertragung. Die zu übertragende Nutzinformation mit hoher Datenrate wird auf mehrere Teildatenströme niedriger Datenrate aufgeteilt. Diese werden dann jeder für sich zum Beispiel per Quadraturamplitudenmodulation (QAM) moduliert und anschließend die modulierten HF-Signale addiert. Um die einzelnen Signale bei der Demodulation im Empfänger unterscheiden zu können, ist es notwendig, dass die Träger im Funktionenraum orthogonal zueinander stehen.

OOK, On-Off Keying

Die einfachste Form der Amplitudenumtastung (ASK) ist das On-Off Keying, bei dem der Träger an- und ausgeschaltet wird, um eine 1 oder 0 zu übertragen.

PAM, Pulsamplitudenmodulation

Beim analogen Modulationsverfahren der Pulsamplitudenmodulation wird das analoge Nachrichtensignal regelmäßig abgetastet, dabei seine Signalhöhe gemessen und im selben Rhythmus Pulse erzeugt, deren Amplitudenhöhe der Signalstärke entspricht. Das PAM-Signal ist zeitdiskret und wertkontinuierlich. Übertragungssysteme mit analogen Multiplexverfahren können in den Pulspausen PAM-Pulse anderer Nachrichtensignale übertragen. PAM ist störempfindlich und für größere Entfernungen ungeeignet. Die Pulsamplitudenmodulation ist die Vorstufe zur Puls-Code-Modulation (PCM), welche zusätzlich die Amplitudenwerte als digitale Bitfolge quantisiert.

PCM, Pulse Code Modulation

Das Pulsmodulationverfahren setzt ein zeit- und wertkontinuierliches analoges Signal in ein zeit- und wertdiskretes digitales Signal um. Außer PCM sind auch Puls -Amplituden- (PAM), -Dauer-, -Phasen- und -Frequenz-Modulation digitale Modulationsverfahren mit unterschiedlicher Widerstandsfähigkeit gegenüber systematischen oder zufälligen Störungen. Nachteil der PCM-Codierung ist eine hohe erforderliche Datenübertragungsrate (bei der Audio-CD etwa 1,4 Mbit/s). Beim erweiterten PCM-Verfahren, der Differential Pulse Code Modulation (DPCM), wird nur noch die Differenz zum vorherigen Wert übertragen, was geringere Wortbreiten und eine höhere Kompression erlaubt. Die Deltamodulation stellt dabei einen Sonderfall der DPCM dar und reduziert die Quantisierung auf nur noch 1 Bit. Die digitalisierten Telefonnetze sind der größte Anwendungsbereich der PCM-Technik.

PET, Positronen-Emissions-Tomographie

Die Positronen-Emissions-Tomographie ist ein bildgebendes Verfahren der Nuklearmedizin. PET erzeugt Schnittbilder von lebenden Organismen, indem es die Verteilung einer schwach radioaktiv markierten Substanz (Radiopharmakon) im Organismus sichtbar macht und so biochemische und physiologische Funktionen abbildet (funktionelle Bildgebung). Die PET wird heute nahezu ausschließlich zusammen mit einer CT oder MRT als Hybridverfahren durchgeführt und findet auch in der Krebsdiagnose Anwendung. On-Premises-Cloudlösungen in der Medizin haben das Ziel, die Bewältigung großer Datenmengen und komplexe Berechnungssoftware wie auch -computer im Medizinbereich allgemein verfügbar zu machen.

PFM, Pulsfrequenzmodulation

In der Signalverarbeitung ist die Pulsfrequenzmodulation (PFM) auch bekannt als Pulsdichte­modulation (PDM) oder Deltamodulation und ist eine Variante der Differential Pulse Code Modulation (DPCM), bei welcher das pulscodierte Signal am Übertragungskanal nur zwei Logikpegel annehmen kann. Das Verfahren überführt einen analogen Signalverlauf in ein Signal, das wie ein Digitalsignal nur zwei diskrete Werte annehmen kann, es ist aber in seinem Impulsabstand stufenlos veränderbar, also nicht zeitdiskret. Je größer das zu konvertierende Eingangssignal, desto mehr Impulse konstanter Dauer werden pro Zeitspanne erzeugt. Mit dem Verfahren verwandt ist die Pulsweitenmodulation (PWM), bei der allerdings die Pulsbreite bei konstanter Frequenz variiert wird. In der Leistungselektronik wird die Pulsfrequenzmodulation zur Steuerung von Schaltreglern und Gleichspannungswandlern verwendet. Der Applikationshinweis AN6608 zum DC/DC-Wandler MAX17503 stellt die drei Betriebsmodi CCM, DCM und PFM mit Signalverlauf anschaulich gegenüber.

PIR, Passive Infrared

Passiv-Infrarot (-Sensoren)

PMD, Photonic Mixing Device, Photomischdetektor

ein nach dem Lichtlaufzeitverfahren arbeitender optischer Sensor, der selbst moduliertes Licht aussendet und dann die Laufzeit (Time of Flight) misst. Ermöglicht hochselektives, störungsunabhängiges arbeiten. Siehe auch ToF-Sensor

PPG, Photoplethysmographie

Prinzip zur Bestimmung der Herzfrequenz durch die Veränderung der Herzfrequenz

PSK, Phase-Shift Keying

Die Phasenumtastung ist ein digitales Modulationsverfahren in der Nachrichtentechnik. Dabei wird eine sinusförmige Trägerschwingung durch den zu übertragenden digitalen Datenstrom in diskrete Phasenstufen umgetastet. Die binären PSK (BPSK) oder 2-PSK (Phasensprung im Zeitsignal um 180°) überträgt ein Bit pro Symbol. Aufgrund geringer spektraler Effizienz kommt sie in Praxis nur selten zum Einsatz, stellt aber die Basis darauf aufbauender digitaler Modulationsverfahren dar. Bei der Quadratur-Phasenumtastung (QPSK) oder Quadraturamplitudenmodulation (QAM) wird zusätzlich zur Phasenlage auch die Amplitude der Trägerschwingung in diskreten Stufen moduliert.

QAM, Quadratur-Amplituden-Modulation

Die elektronische Nachrichtentechnik nutzt dieses Modulationsverfahren zur HF-Signalübertragung - in der Regel per Funk - und kombiniert dabei die Amplituden- mit der Phasenmodulation. Gebräuchlich ist auch die Bezeichnung IQ, zusammengesetzt aus den englischen Begriffen „In-Phase“ und „Quadrature“. Das Prinzip verwendet zwei sinusförmige Trägerwellen mit einer Phasenverschiebung von 90° zueinander, die die In-Phase- und Quadratur-Komponente des resultierenden HF-Signals darstellen. Physikalisch ist das Funksignal immer analog, die Signalaufbereitung (Modulation --> Sender, Interpretation --> Empfänger) findet heute soweit wie schaltungstechnisch möglich digital statt. Die meisten gängigen auf dem Markt befindlichen Funkprotokolle wie auch WLAN-, Bluetooth-, Zigbee-, Z-Wave verwenden analogbasierte HF-Architekturen. Ihr Stromverbrauch ist insbesondere bei Datenraten über 1 MBit/s für batteriebasierte Anwendungen ungünstig. Erfahren Sie, wie die digitale Form der QAM in Polarkoordinaten effizienter erfolgt.

SNR, Signal-to-Noise Ratio

Das Signal-Rausch-Verhältnis (SRV, S/R, SNR, S/N, auch Stör- oder Rauschabstand) beschreibt die technische Qualität eines Nutzsignals (Sprache, Video), das von einem Rauschsignal überlagert ist. Die statischische Größe in dB (Dezibel) ist definiert als Verhältnis der mittleren Leistung des Nutzsignals zur mittleren Rauschleistung des Störsignals. Das SNR spielt eine wichtige Rolle in der Hochfrequenz-, Mess- und Nachrichtentechnik sowie der Akustik (MEMS-Mikrofone), aber auch in vielen weiteren Bereichen der Automatisierungstechnik oder der Signal- und Bildverarbeitung. Verwandte Größen sind das Spitzen-Signal-Rausch-Verhältnis (PSNR), das Träger-Rausch-Verhältnis (C/N) und das Träger-Interferenz-Verhältnis (C/(I+N) oder C/I).

SRL, Short-Range Lidar

Kurzbereichs-Lidar

SRR, Short-Range Radar

Nahbereichs-Radar

SRV, Signal-Rausch-Verhältnis

Sehr veraltete Bezeichnung für SNR.

SSL, Solid-State Lidar

Lidar auf Halbleiterbasis (im Gegensatz zu einem Lidar mit rotierendem Zylinder)

SuT, System under Test

Das gerade im Test befindliche System, analog zu DuT

TC, Temperature-Cycling

Bei dieser Testmethode werden zwei Temperatur-Extreme durchlaufen. Es handelt sich um einen Umwelt-Stresstest, der sowohl bei der Bewertung der Produktzuverlässigkeit als auch in der Fertigung eingesetzt wird, um frühzeitig latente Fehler zu erkennen, indem Fehler durch thermische Ermüdung verursacht werden.

TDE, Test Diagram Editor,

Diagramm-Editor für Tests, Element einer Test-Umgebung

TDM, Test Data Management

Testdaten-Management

tFT, Typical Failure Threshold

typische Fehlergrenzen

THD, Total harmonic distortion

Die harmonische Verzerrung ist im Rahmen der Signalanalyse eine Angabe, um die Größe nichtlinearer Verzerrungen eines Signals zu quantifizieren. Verschiedene Festlegungen beziehen sich entweder auf das Verhältnis einer Leistungsgröße oder auf den zeitlichen Verlauf einer elektrischen Spannung in Form eines Amplitudenverhältnisses. Einmal ist der THD definiert als das Verhältnis der summierten Leistungen Ph aller Oberschwingungen zur Leistung der Grundschwingung P1. Alternativ werden in der Tontechnik (Beitrag MEMS-Mikrofon) oder auch bei elektrischen Energieversorgungsnetzen (Beitrag Portables Oszilloskop) Amplitudenverhältnisse in Relation gesetzt und als THD bezeichnet. Der Klirrfaktor ist als Amplitudenverhältnis ähnlich festgelegt, benutzt aber als Bezug den Effektivwert des gesamten Signals und nicht nur den Effektivwert der Grundschwingung.

TMS, Thermal Management System

Wärmemanagement-System

ToF, Time of Flight,

Im Bereich der Signalverarbeitung ermittelt dieses Laufzeitmessverfahren mithilfe eines moduliertem Trägersignal die Distanz zum Reflexionspunkt. Messsignale sind beispielsweise Ultraschall Parkdistanzkontrolle (PDC)), Funkwellen (Radar, Mobilfunknavigation, Keyless Entry) oder Laserlicht (Lidar, PMD). ToF arbeitet hochselektiv und störsicher.

TTE, Test Table Editor,

Ein TTE (Editor für Testdaten für Tests) ist ein Element einer Test-Umgebung.

UHD, Ultra High Definition

Ultrahohe Auflösung von Videosignalen, meist 2160 x 3840 Pixel; alte Bezeichnung: 4k

VDK, Virtual Development Kit

virtuelles Software-Entwicklungskit, das einen virtuellen Prototypen als Hardware-Zielobjekt enthält

VECU, Virtual ECU

virtuelle ECU, manchmal auch vECU oder V-ECU

VFB, Virtual Functional Bus

virtueller funktionaler Bus im Rahmen von Autosar

VIT, Virtuelle Integrations- und Test-Plattform

Eine VIT dient Integrationstests und der Erprobung von Steuergeräten und Systemen in einer simulierten Umgebung. Die umfangreiche HIL-Testumgebungen kombiniert Restbussimulationen, Einspeisung realen Messaufzeichnungen und beispielsweise PXI-Plattform für Prüf-, Mess-, Steuer- und Regelungsanwendungen.

VNA, Vektor-Netzwerk-Analysator

Ein solches Messgerät hilft dabei, elektronische Schaltungen, Bauteile oder Leitungen quasi als Black-Box von den äußeren Anschlüssen zu charakterisieren. Man betrachtet sie als Vierpol (Systemtheorie) und misst die vier S-Parameter (S11, S12, S21 und S22). Dazu speist ein VNA über ein Einkoppelnetzwerk hochohmig ein breitbandiges HF-Testsignal in die Schaltung oder ein Bauteil ein und misst den frequenzabhängigen Strom- und Spannungsverlauf. Die S-Parameter liefern den Frequenz- und Phasengang des Prüflings und lassen auf das Durchgangs- und Reflexionsverhalten schließen. Das ist insbesondere bei der Antennenanpassung in der HF-Technik essenziell, damit Sendeverstärker durch zu hohe reflektierte Leistung keinen Schaden nehmen und Empfänger genügend Eingangspegel bekommen. Mittlerweile liegt die Grenzfrequenz von VNAs deutlich über 50 GHz.

VT, Virtual Test System

Ein virtueller Test beziehungsweise ein virtuelles Testsystem erlaubt es schon im frühen Entwicklungsstadium von Geräten oder Funktionen, per Simulation zu testen. Das spart zudem Aufwand, Zeit und Geld und schont den Prüfling.

WDRC, Wide Dynamic Range Compression

Dymanikkomperession ist allgemein eine Verringerung des Umfangs von Signalamplitude und Frequenz. Bei Akustiksignalen (Mikrofonsignal, Tonaufnahme) reduziert eine Signalbearbeitung frequenzabhängig die Lautstärke. Im Vordergrund steht die menschliche Hör-Psychologie (Verständlichkeit bei Sprachsignalübertragung, Hörgeräte), in der Verstärker- und Lautsprechertechnologie ist bei hohen Signalpegeln ein Überlastungsschutz für die Technik realisierbar und bei digitaler Signalübertragung ist Daten- wie auch Redundanz-Verringerung möglich. In Hörgeräten verwendet WDRC eine progressiv geringere Verstärkung bei steigender Lautstärke und macht leise Sprachsignale hörbar oder lässt lautere Töne angenehm bleiben.

XCP, Universal Measurement and Calibration Protocol

universelle Kommunikationslösung (im Messtechnik-Bereich), bei der das "X" für eine austauschbare beziehungsweise variable Transportschicht steht. Nachfolger von CCP

2-PSK, Binary Phase-Shift Keying

Modulationsverfahren in der Nachrichtentechnik --> siehe PSK.