Gruppenlaufzeit

Bedeutung

Der Begriff schmalbandig bezieht sich darauf, dass sich innerhalb der betrachteten Frequenzgruppe der Phasengang nicht bzw. nur vernachlässigbar gering verändert. Im Grenzfall umfasst die Frequenzgruppe nur eine einzige Frequenzkomponente. Zur Ermittlung der Gruppenlaufzeit werden spektrale Vergleiche zwischen mehreren solcher Frequenzgruppen untereinander vollzogen, um festzustellen, ob sich über einen größeren spektralen Bereich die Gruppenlaufzeit ändert oder nicht.

Die unterschiedlichen Frequenzgruppen können bei der Durchleitung durch ein Übertragungssystem verschieden große Verzögerungen erfahren. In diesem Fall ist die Gruppenlaufzeit nicht konstant, sondern von der Frequenz abhängig. Viele elektronische Komponenten, wie beispielsweise Verstärker oder Filter, zeigen über große Frequenzbereiche eine frequenzabhängige Gruppenlaufzeit. Dieser Umstand ist gleichbedeutend mit einem nichtlinearen Phasengang.

Der spezielle Fall eines Übertragungssystems, das über eine konstante Gruppenlaufzeit aller betrachteter Frequenzgruppen meistens über einen recht großen Spektralbereich verfügt, wird auch als ein System mit linearem Phasengang bezeichnet. Linearer Phasengang bedeutet konstante Gruppenlaufzeit und keine Verzerrung des Signals. Die Abweichung der Gruppenlaufzeit von der Konstanten ist ein Ausdruck für den Grad der Nichtlinearität der Phase.
Ein linearer Phasengang ist in guter Näherung beispielsweise für Koaxialkabel erfüllt. Das kann experimentell durch Zeitbereichsreflektometrie gemessen werden. Bei der Entwicklung von nachrichtentechnischen Systemen ist daher die Messung der Gruppenlaufzeit und gegebenenfalls die Linearisierung des Phasengangs von Bedeutung.

Die Linearisierung bzw. Entzerrung des Phasenganges kann beispielsweise mit Hilfe eines Allpassfilters erfolgen. Ein Allpassfilter weist im Idealfall einen konstanten Betragsfrequenzgang auf und einen nichtlinearen Phasengang. Durch entsprechende Wahl des Phasenganges kann mit Hilfe dieses Filters in bestimmten Fällen eine Linearisierung und konstante Gruppenlaufzeit, bezogen auf das gesamte nachrichtentechnische System, erzielt werden.

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