Techniklexikon

Boxcar-Integrator

Boxcar Averager, Boxcar, ein Gerät bzw. Verfahren zur Rauschunterdrückung bei periodischen Signalen mit Rückgewinnung der Signalform. Dazu wird ausgenutzt, dass die Kreuzkorrelation zwischen einem periodischen Signal und einer periodischen Deltaimpulsfolge, die die gleiche Frequenz wie das Signal besitzt, bis auf einen Amplitudenfaktor das Signal ergibt. Das Signal wird hierbei von seinem Realzeitbereich in einen durch die Zeitverschiebung zwischen Signal und Deltaimpulsfolge gegebenen Verzögerungszeitbereich transformiert. Ist das Signal von Rauschen überlagert, so wird dieses durch die zeitliche Mittelwertsbildung unterdrückt. Die Mittelwertsbildung wird durch einen Tiefpass erreicht, dessen Grenzfrequenz so gewählt werden muss, dass das transformierte Signal den Tiefpass ungehindert passieren kann. Da die Grenzfrequenz immer einen endlichen Wert hat, bleibt ein Restrauschen erhalten.

Üblicherweise bestehen die Tiefpassfilter eines Boxcar-Integrators aus einer Kette von Kondensatoren, Widerständen und Schaltern (meist Feldeffekttransistoren) sowie einer Steuereinheit, die einen Triggerimpuls liefert.

Boxcar-Integratoren dienen vor allem der Messung von Transienten- und Pulssignalen. In der Atomspektroskopie werden sie z.B. zur Messung des Zerfalls angeregter Zustände nach Anregung mit einem kurzen Laserpuls eingesetzt. Dabei wird der zeitliche Verlauf der Fluoreszenz-Intensität mit einem Sekundärelektronenvervielfacher aufgenommen.