Rauschen in der Sensorik
Das Buch bietet für im Labor tätige Ingenieure und Physiker eine kurze Einführung in das Thema Rauschen, welches in der Messtechnik sehr relevant ist. Basierend auf dem theoretischen Hintergrund kann die digitale Signalverarbeitung für alle Anwender und L
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Rauschen in der Sensorik
Rauschen in der Sensorik
Rolf Heilmann
Rauschen in der Sensorik
Prof. Dr. Rolf Heilmann Hochschule München München, Deutschland
ISBN 978-3-658-29213-3 ISBN 978-3-658-29214-0 (eBook) https://doi.org/10.1007/978-3-658-29214-0 Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar. © Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, ein Teil von Springer Nature 2020 Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung des Verlags. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Bearbeitungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von allgemein beschreibenden Bezeichnungen, Marken, Unternehmensnamen etc. in diesem Werk bedeutet nicht, dass diese frei durch jedermann benutzt werden dürfen. Die Berechtigung zur Benutzung unterliegt, auch ohne gesonderten Hinweis hierzu, den Regeln des Markenrechts. Die Rechte des jeweiligen Zeicheninhabers sind zu beachten. Der Verlag, die Autoren und die Herausgeber gehen davon aus, dass die Angaben und Informationen in diesem Werk zum Zeitpunkt der Veröffentlichung vollständig und korrekt sind. Weder der Verlag, noch die Autoren oder die Herausgeber übernehmen, ausdrücklich oder implizit, Gewähr für den Inhalt des Werkes, etwaige Fehler oder Äußerungen. Der Verlag bleibt im Hinblick auf geografische Zuordnungen und Gebietsbezeichnungen in veröffentlichten Karten und Institutionsadressen neutral. Planung/Lektorat: Reinhard Dapper Springer Vieweg ist ein Imprint der eingetragenen Gesellschaft Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH und ist ein Teil von Springer Nature. Die Anschrift der Gesellschaft ist: Abraham-Lincoln-Str. 46, 65189 Wiesbaden, Germany
Vorwort
Die Stärke jedes elektrischen Stromes fluktuiert. Die Ursachen dafür liegen in zufällig ablaufenden Prozessen, denen die elektrischen Ladungsträger unterworfen sind. Werden diese Schwankungen verstärkt über einen Lautsprecher geführt, hört man ein Rauschen. Der aus dem Alltag bekannte Begriff wird deshalb auch verallgemeinernd für Fluktuationen physikalischer Größen verwendet. Wer ein UKW-Radio auf eine Frequenz zwischen zwei Sendern stellt, hört starkes Rauschen, das zum allergrößten Teil von den elektronischen Bauteilen des Gerätes verursacht wird. Doch etwa ein Prozent stammt von der kosmischen Hintergrundstrahlung, die gewissermaßen als „Nachhall“ des Urknalls vor 13,8 Mrd. Jahren betrachtet wird. Rauschen beschränkt sich also nicht nur auf akustische und elektrische Phänomene, sondern es ist im Prinzip in Natur und Technik allgegenwärtig – vom Anbeginn des Universums bis heute. Im vorliegenden Buch wird das Rauschen in messtechnischen Prozessen betrachtet. Rauschen legt die Grenzen fest, bis zu denen sich Messsignale auswerten lassen. Sind die Signale zu klein, „gehen sie i
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