Hüllanalyse

Hüllanalyse ist ein Verfahren der Signalverarbeitung, das die Hüllkurve eines Signals bestimmt. Die Hüllkurve beschreibt die langsame Amplitudenmodulation eines Trägersignals und enthält wesentliche Informationen über dessen Modulationsstruktur.

Eine zentrale Methode ist die Berechnung des analytischen Signals über die Hilbert-Transformation. Aus dem Eingangssignal x(t) erhält man z(t) = x(t) + i H{x}(t); die Hüllkurve ist dann E(t) = |z(t)|. Alternativ lässt sich die Hüllkurve auch durch Rectifikation des Signals gefolgt von Tiefpassfiltration schätzen, das heißt durch Voll- oder Halbwellendioden-Rectifikation und anschließendes Filtering.

Anwendungen der Hüllanalyse finden sich in vielen Feldern. In der Maschinendiagnose dient sie der Erkennung von Schäden an Lagern oder Zahnrädern durch die Analyse der Amplitudenmodulation mechanischer Schwingungen. In der Audiotechnik wird sie zur Extraktion von Amplitudenverläufen genutzt, in der Biomedizin beispielsweise zur Auswertung von EMG- oder ECG-Signalen. Auch in der Nachrichtentechnik kommt die Hüllanalyse bei der Demodulation amplitudenmodulierter Signale zum Einsatz.

Eigenschaften und Grenzen: Die Hüllanalyse eignet sich besonders gut für Signale mit klarer Amplitudenmodulation, ist aber rauschempfindlich und kann bei Signalen mit Frequenzmodulation oder mehreren Trägern verzerrt oder unklar ausfallen. In solchen Fällen sind Vorverarbeitungsschritte oder mehrkanalige Analysen erforderlich.

Verwandte Konzepte sind der analytische Signal, die Hilbert-Transformation, die Hüllkurve sowie Methoden wie der Teager-Kaiser-Energoperator.