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Thema 40/100🔬 Wissenschaft / Fakt

Digitalisierung, Abtastung und GPS-Zeitsynchronisation

Nach der analogen Verarbeitung wird das Signal durch einen Analog-Digital-Wandler digitalisiert. Die Abtastfrequenz wird so gewählt, dass sie das interessierende ELF-Band (größenordnungsmäßig einige zehn Hz) bequem abdeckt, und vor der Wandlung wird eine Antialiasing-Filterung angewendet (siehe #37).

Nach der analogen Verarbeitung wird das Signal durch einen Analog-Digital-Wandler digitalisiert. Die Abtastfrequenz wird so gewählt, dass sie das interessierende ELF-Band (größenordnungsmäßig einige zehn Hz) bequem abdeckt, und vor der Wandlung wird eine Antialiasing-Filterung angewendet (siehe #37). Die digitalen Daten gehen dann in die Spektralanalyse ein.

Ein wesentliches Element ist die genaue Zeitsynchronisation. Die Synchronisation mittels GPS liefert eine gemeinsame Zeitbasis für geografisch entfernte Stationen. Das ermöglicht die Mehrstationskohärenz — den Vergleich von Signalen mehrerer Observatorien — und insbesondere die Bestimmung der Ankunftszeit (TOA, time of arrival) starker Transienten. Aus den Unterschieden der Ankunftszeiten an verschiedenen Stationen lassen sich die Entladungsquellen lokalisieren (z. B. große Blitze und Q-Bursts).

Eine genaue absolute Zeitsynchronisation ist also ebenso wichtig wie die Amplitudenkalibrierung (siehe #39): Während die Kalibrierung korrekte Feldwerte sicherstellt, sorgt die GPS-Zeitsynchronisation für korrekte räumliche und zeitliche Beziehungen zwischen den Stationen und den gemessenen Ereignissen.

Schlüsselwörter

ELF-MessungInduktionsmagnetometerelektrische AntenneSpektrogrammelektromagnetisches RauschenKalibrierung

Quellen

  • Tatsis2024Tatsis, G., et al. (2024). Instrumentation and Measurements of Magnetic Coil Schumann Resonance Receivers. IEEE Instrumentation & Measurement Magazine.Quelle öffnen