S4-1 - Der Einfluss der Abtasttaktdrift auf unterabgetastete Laser- Doppler-Vibrometer-Signale

Event

23. ITG/GMA-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2026
2026-06-09 - 2026-06-10
Nürnberg

Band

Vorträge

Chapter

Positions-, Schwingungs- und Akustikmessung mit Hilfe von Drohnen

Author(s)

R. D. Sando Fogno, N. Neumann, C. Rembe - Technische Universität Clausthal, Clausthal-Zellerfeld

Pages

52 - 58

DOI

10.5162/sensoren2026/S4-1

ISBN

978-3-910600-11-9

Price

free

Abstract

Die Laser-Doppler-Vibrometrie (LDV) hat sich als Goldstandard für hochpräzise, berührungslose Schwingungsmessungen in der Strukturanalyse und der Zustandsüberwachung von Bauwerken etabliert. Ihr Einsatz in mobilen oder unbemannten Flugsystemen (UAS) ist jedoch durch den hohen Rechen- und Energiebedarf für die Verarbeitung hochfrequenter Signale zur Erzielung einer höheren Auflösung begrenzt. Die Bandpassunterabtastung ist eine vielversprechende Lösung, um die zu verarbeitende Datenmenge und den Energiebedarf zu reduzieren. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass keine analoge Mischstufe mehr notwendig ist, da die gewünschte Zwischenfrequenz direkt durch die Abtastung im geeigneten Nyquist-Bereich entsteht. Sie stellt jedoch strenge Anforderungen an die Stabilität des Abtasttakts. Diese Stabilität lässt sich auf UAS-Plattformen nur schwer gewährleisten, da hochstabile Oszillatoren aufgrund von Kosten, Baugröße und Leistungsaufnahme meist nicht einsetzbar in einem sind. Unterabtastungsszenario untersucht. Analytisch wird gezeigt, dass die daraus resultierende Frequenzabweichung im durch eine FFT berechneten Spektrum linear mit der Nyquist-Zonenordnung zunimmt. Dieses Verhalten wurde sowohl durch Simulationen als auch experimentell verifiziert und in praxisnahen, verdeutlicht eine kritische Verwundbarkeit von Unterabtastung-Verfahren ressourcenbeschränkten Anwendungen. Die in diesem Beitrag gezeigten Ergebnisse liefern ein grundlegendes Verständnis der Unsicherheitseinflüsse in unterabgetasteten Systemen und bilden eine wesentliche Grundlage für die Entwicklung robuster Kompensationsverfahren. In dieser Arbeit wird der Einfluss einer Abweichung der Abtastfrequenz