Baseband-Gerät

Das Basisband ist das ursprüngliche elektrische Signal vor jeder Modulation oder Frequenzverschiebung. In der Industrieelektronik stellt es das Rohsignal oder Steuersignal mit seiner natürlichen Frequenz dar, typischerweise von Gleichstrom bis zu einigen Megahertz je nach Anwendung. Ein Basissignal kann eine 4,20 mA Stromschleife von einem Sensor sein, ein 0,10 V Analogbefehl oder ein digitaler Impulszug von einer SPS. Der Begriff unterscheidet diese niederfrequenten Arbeitssignale von den hochfrequenten Trägerwellen, die zu ihrer Übertragung über Entfernung verwendet werden.

Wenn ein Basissignal über mehr als wenige Meter übertragen werden muss, wird es üblicherweise auf eine Trägerwelle moduliert: Amplitudenmodulation (AM), Frequenzmodulation (FM) oder Phasenmodulation sind häufige Verfahren. Ein Drucktransducer gibt eine Basisspannung aus; diese Spannung wird dann auf einen Hochfrequenzträger moduliert für die drahtlose Übertragung, oder sie bleibt Basisband, wenn sie über eine Twisted Pair zu einem lokalen Empfänger gesendet wird. Industrieprotokolle wie Profibus, EtherCAT und CAN übertragen alle modulierte Signale auf Kupfer oder Glasfaser, aber die Daten, die sie tragen, sind konzeptionell Basisband: die eigentliche Messung oder der Befehl vor der Kodierung für das physikalische Medium.

Schaltschränke und Messräume arbeiten typischerweise vollständig im Basisband. Eine 24 VDC Stromversorgung, Analogeingabemodule für 4,20 mA und Relaisausgänge arbeiten alle mit Basisbandfrequenzen. Störungen werden beim Basisband zum ernsthaften Risiko; schlechte Abschirmung, lange unverdrillte Leitungen und Nähe zu Schaltnetzteilen verursachen Übersprecheffekte und Signaldegradation. Differentielle Signalübertragung und Twisted Pairs sind Standard-Schutzmaßnahmen, weil Basissignale die Fehlerkorrektur und Redundanz nicht haben, die modulierte HF-Systeme bieten können.

Die Wirtschaftlichkeit von Basisband- gegenüber modulierter Übertragung verschiebt sich mit Entfernung und Bandbreite. Die Basisbandübertragung erfordert kurze, teure abgeschirmte Kabel; modulierte Übertragung ermöglicht längere Leitungen und niedrigere Kabelkosten, fügt aber Komplexität an beiden Enden hinzu. Eine Offshore-Plattform könnte Hochfrequenzmodulation über mehrere Kilometer nutzen, um die Verarbeitungsanlage zu erreichen, während eine Werkzeugmaschine Basissignale in ihrem Rahmen und Schrank verteilt. Der Begriff Basisband erscheint am häufigsten in Diskussionen über Signalintegrität, Kabelverlegung und Störschutz statt in Gerätenamen oder Produktlisten.