Was ist ein Diskriminator?
Ein Diskriminator ist eine Schaltung und ein Gerät, das den Rauschanteil eines elektrischen Signals abschneidet.
Er kann auch Frequenzen in Amplituden umwandeln und diese ausgeben. FM-Radioübertragungen basieren auf diesem Prinzip.
Wenn man ihn auf einer zweidimensionalen Ebene aufträgt, wobei die horizontale Achse die Eingangsfrequenz und die vertikale Achse die Ausgangsspannung darstellt, zeigt er eine Charakteristik, die dem Buchstaben S entspricht.
Jeder Diskriminator-Wert kann von 0 V bis 10 V in 0,01 V-Schritten eingestellt werden. Er kann bei Bedarf auch abgeschaltet werden.
Anwendungen des Diskriminators
Diskriminatoren werden verwendet, um Rauschen aus dem eigentlichen Messergebnis auszuschließen. Sie werden z. B. in „Erkennungssystemen für Anomalien in der Produktion“ oder „Erkennungssystemen für Proben, die in der Forschung und Entwicklung kleinsten Veränderungen ausgesetzt sind“ eingesetzt.
In der Fertigung werden sie zum Beispiel in Systemen zur Erkennung von normalem Lichtbogenschweißen in Schweißspritzern verwendet. In der biochemischen Forschung werden sie in Durchflusszytometern zur Beurteilung von Zellen und Bakterien eingesetzt. Ein Durchflusszytometer ist ein Gerät, das jede Zelle durch Fluoreszenzfärbung der Kern-DNA schnell misst und den Kern-DNA-Gehalt analysiert und aliquotiert. In diesem Durchflusszytometer arbeitet der Diskriminator, um zu verhindern, dass unerwünschte Zellfragmentinformationen herausgepumpt werden.
Funktionsweise des Diskriminators
Der Diskriminator kann auf einen beliebigen Spannungsimpuls eingestellt werden. Wenn die Spannung des eingestellten Spannungsimpulses die Ausschlussschwelle überschreitet, wird der Spannungsimpuls in einen Analog-Digital-Wandler eingespeist und quantifiziert. In einem typischen System können acht verschiedene Spannungsimpulse eingestellt werden. Wenn keiner der eingestellten Werte die Ausschlusskriterien überschreitet, werden sie als Rauschen betrachtet und keine Daten erfasst.
Bei der Verwendung in Durchflusszytometern sind auch andere Zellen als die zu bewertenden vorhanden. Um zu vermeiden, dass diese Zellen erfasst werden, ist es notwendig, für die zu messende Substanz spezifische Spannungsimpulse einzustellen.
Bei der FM-Demodulation wandelt der Diskriminator eine Frequenzänderung einer Funkwelle in eine Amplitudenänderung um. Dies geschieht mit Hilfe einer Faurester-Siele-Schaltung oder einer Ratio-Detection-Schaltung. Diese Schaltungen machen sich das Phänomen zunutze, dass sich die Phase des Ausgangssignals um den Betrag der Frequenzabweichung verschiebt, wenn ein Signal, das leicht von seiner Mittenfrequenz abweicht, in einen Schwingkreis eingespeist wird.