Signal/Rausch-Verhältnis

Frage

Wenn man das Signal eines Gas-Chromatographen registriert und das Signal/Rausch-Verhältnis um 1.0 liegt - kann man dann trotzdem noch messen, wenn ja wie?

Antwort

Grundsätzlich ist die verlässliche Messung eines Signals mit einem Signal/Rausch-Verhältnis (S/N) von unterhalb von 3 schwierig bis unmöglich. Die folgende Abbildung zeigt vier Beispiele mit unterschiedlichem Signal/Rausch-Verhältnissen von 10, 3, 2 und 1. Wie man leicht erkennen kann ist die Bestimmung des Signals erst ab etwa S/N > 3 gut möglich. Das ist auch der Grund warum man in der chemischen Analytik die Bestimmung der Nachweisgrenze an ein S/N von 3 koppelt. Hinweis: Eine Möglichkeit das Signal/Rausch-Verhältnis zu verbessern ist das Aufsummieren von wiederholten Messungen ("Time-Averaging"), was aber im Fall der Gas-Chromatographie in der Praxis nur sehr schwierig durchführbar und mit viel Arbeit verbunden ist. Bei anderen Anwendungen, wie z.B. der Kernspinresonanz (NMR) wird Time-Averaging jedoch routinemäßig durchgeführt.

Anleitung

Sie können selbst mit stark verrauschten Daten experimentieren, indem Sie mit DataLab einen künstlichen GC-Peak erzeugen und diesen dann entsprechend verrauschen. Zur Erzeugung der Daten führen Sie das unten angeführte Skript aus. Dazu rufen Sie das Kommando Datei/Skript... auf, kopieren das Skript in den Skript-Editor und klicken auf "Ausführen". Danach ist die Matrix mit Daten gefüllt, die in fünf Spalten jeweils einen Gauß-Peak mit einem S/N von unendlich (ideales Signal), von 10, 3, 2 und 1 beinhaltet. Initialize Resize (5,200) MATH c1=exp(-sqr(rix-50)*0.0033) c2=c1+0.1*gauss c3=c1+0.33*gauss c4=c1+0.5*gauss c5=c1+1*gauss /MATH NewChart(1) Chart[1].KindOfChart = COLIDX Chart[1].Mode=LINES Chart[1].Axis=2