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HF-Signaturanalyse

IP.com Disclosure Number: IPCOM000206324D
Original Publication Date: 2011-Apr-19
Included in the Prior Art Database: 2011-Apr-19
Document File: 3 page(s) / 179K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Bei elektrischen und elektronischen Schaltungen werden Veränderungen oder Fehler des Bauteils meist erst dann erkannt, wenn sie zu einer Fehlfunktion oder sogar zum Ausfall der Funktion führen. Es wäre jedoch wünschenswert schon früher auf solche Veränderungen aufmerksam zu werden, was im besonderen Maße für sicherheitsrelevante Anwendungen gilt.

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HF-Signaturanalyse

Idee: Werner Hach, DE-Karlsruhe

Bei elektrischen und elektronischen Schaltungen werden Veränderungen oder Fehler des Bauteils meist erst dann erkannt, wenn sie zu einer Fehlfunktion oder sogar zum Ausfall der Funktion führen. Es wäre jedoch wünschenswert schon früher auf solche Veränderungen aufmerksam zu werden, was im besonderen Maße für sicherheitsrelevante Anwendungen gilt.

Bisher muss die Funktion der Schaltung direkt überwacht werden.

Im Folgenden wird vorgeschlagen eine permanente Diagnose elektrischer und elektronischer Schaltungen mittels einer Hochfrequenz-Signaturanalyse (HF-Signaturanalyse) einzuführen, wobei man sich zu Nutze macht, dass eine Schaltung HF-Signale in einer für sie charakteristischen Art verändert. Das Prinzip dieser Signaturanalyse wird anhand von Abbildung 1 für elektronische Schaltungen mit einem Eingangssignal erläutert, gilt jedoch auch analog für elektrische Schaltungen und Schaltungen mit mehreren Eingangssignalen. Dem niederfrequenten Eingangssignal (8) der elektronischen Schaltung (1) wird über ein Einkoppelnetzwerk (3) ein modelliertes HF-Signal (7) aufgeprägt. Dieses modellierte HF-Signal (6) wird in einem HF-Generator und -Modulator (2) erzeugt. Es durchläuft zyklisch einen bestimmten Frequenzbereich, d.h. das Signal wobbelt. Auch die Amplitude kann in geeigneter Weise moduliert werden. Dieses Signal (9) wird nun durch die Schaltungselemente der elektronischen Schaltung (1) geleitet und in einer der Schaltung eigenen Charakteristik verändert. Aus dem Ausgangssignal der Schaltung wird das HF-Signal durch ein Auskoppelnetzwerk (4) ausgeleitet. Das ausgeleitete Signal (11) wird anschließend einer HF- Auswertung (5) zugeführt, welche das ausgeleitete Signal mit dem eingekoppelten Signal (7) vergleicht. Funktioniert die elektronische Schaltung ordnungsgemäß, hat das ausgeleitete Signal eine charakteristische Abweichung bezüglich Phase und Amplitude gegenüber dem eingeleiteten Signal. Fällt hingegen in der elektronischen Schaltung ein Bauteil aus oder verändert seine Eigenschaften, ergibt sich eine Veränderung in der charakteristischen Abweichung. Diese Veränderung w...