Hi,
habe alle Pegel der 3 Tage Schallmessung in den jeweiligen Terzbändern einer FFT unterzogen.
habe alle Pegel der 3 Tage Beschleunigungsmessung in den jeweiligen Terzbändern einer FFT unterzogen.
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Messen mit professionellen Mitteln - schrotti
Re: Messen mit professionellen Mitteln - schrotti
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yewie56
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Re: Messen mit professionellen Mitteln - schrotti
Schrotti, das ist wirklich clever gemacht. Die Grundschwingung von 3 Tagen ist sehr schön zu sehen.
Für Schall und Beschleunigung gleichermaßen ist bei 50Hz eine Schwebung von 42Hz für 3 Tage (entsprechend 259200 / 42 = 6171 Sekunden) zu sehen.
Da diese Messungen zu unterschiedlichen Zeiten ermittelt wurden (?), ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass es sich dabei um Schwebungen eines immer vorhandenen Verursachers handelt - der Netzfrequenz und deren Phasen zueinander einerseits, andererseits kann dies aber auch ein Artefakt einer nicht super top präzisen Samplingzeit sein.
Für Schall und Beschleunigung gleichermaßen ist bei 50Hz eine Schwebung von 42Hz für 3 Tage (entsprechend 259200 / 42 = 6171 Sekunden) zu sehen.
Da diese Messungen zu unterschiedlichen Zeiten ermittelt wurden (?), ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass es sich dabei um Schwebungen eines immer vorhandenen Verursachers handelt - der Netzfrequenz und deren Phasen zueinander einerseits, andererseits kann dies aber auch ein Artefakt einer nicht super top präzisen Samplingzeit sein.
Re: Messen mit professionellen Mitteln - schrotti
Die Schallmessung und die Beschleunigungsmessung wurden im Abstand von 3-4 Wochen gemacht.
Könnte sein das die Maschinen von denen die Vibrationen ausgehen die Drehzahlen je nach Witterung oder aus anderen Gründen verändern. Die Resultierende Frequenz könnte daher variieren.
Bei der Schallmessung hatte die Frequenz 42 Hz und bei der Beschleunigungsmessung war es 40 Hz.
Die Schallmessung und die Beschleunigungsmessung wurden im Abstand von 3-4 Wochen gemacht.
Könnte sein das die Maschinen von denen die Vibrationen ausgehen die Drehzahlen je nach Witterung oder aus anderen Gründen verändern. Die Resultierende Frequenz könnte daher variieren.
Bei der Schallmessung hatte die Frequenz 42 Hz und bei der Beschleunigungsmessung war es 40 Hz.
Samplingzeit:
Da ist ein Bandpass, die durchgelassenen Signale werden in Gleichspannung umgewandelt und nach einer Integrationszeit gemessen.
Ob da Schwankungen der Samplingzeit noch was ausrichten können?
Könnte sein das die Maschinen von denen die Vibrationen ausgehen die Drehzahlen je nach Witterung oder aus anderen Gründen verändern. Die Resultierende Frequenz könnte daher variieren.
Bei der Schallmessung hatte die Frequenz 42 Hz und bei der Beschleunigungsmessung war es 40 Hz.
Die Schallmessung und die Beschleunigungsmessung wurden im Abstand von 3-4 Wochen gemacht.
Könnte sein das die Maschinen von denen die Vibrationen ausgehen die Drehzahlen je nach Witterung oder aus anderen Gründen verändern. Die Resultierende Frequenz könnte daher variieren.
Bei der Schallmessung hatte die Frequenz 42 Hz und bei der Beschleunigungsmessung war es 40 Hz.
Samplingzeit:
Da ist ein Bandpass, die durchgelassenen Signale werden in Gleichspannung umgewandelt und nach einer Integrationszeit gemessen.
Ob da Schwankungen der Samplingzeit noch was ausrichten können?
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yewie56
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Re: Messen mit professionellen Mitteln - schrotti
Schrotti, ich möchte Dir die Rotationsmaschinentheorie keinesfalls nehmen. Sie ist sicher eine wichtige Komponente unseres Problems, fraglos. Es kommen aber durchaus mit Sicherheit weitere Komponenten dazu.
Rotationsmaschinen laufen nicht ständig und immer mit gleicher konstanter Drehzahl. Wenn man mal von dem Maschendraht-Zaun Produzenten bei Dresden absieht .....
Sie werden nach den Bedürfnissen von Arbeitszeit, Kälte-, Wärme- und Abluftanforderung geregelt. Und sie gibt es auch nicht in so breiter Verteilung, wie beispielsweise Verkehr.
Natürlich kann das trotzdem zu einer frappierenden statistischen Konstanz führen.
Rechnen wir einmal:
Wir haben eine Schwebungsfrequenz von 1/6171sec = 0.00016205Hz
Die andere Frequenz, liegt also um 3,24 ppm (parts per million) neben den 50Hz.
Gute Quarze erreichen eine Frequenzkonstanz von 30-50ppm und sind damit zehnmal schlechter als unsere Schwebung - können aber natürlich besser sein.
Trotzdem, ich gebe dem Quarz wenigstens 10% Toleranz bei seiner Stabilität. Und damit ist für mich die Schwebung eher von einem leicht variierenden Quarz in der Messeinrichtung verursacht, als dies je eine Netzfrequenz
http://de.wikipedia.org/wiki/Versorgungsqualit%C3%A4t
oder gar Rotationsmaschinen könnten.
Mir ist die Bandbreite der Variation einfach zu klein und zu sauber, als das dies etwas anderes als ein Quarz auslösen könnte...
Rotationsmaschinen laufen nicht ständig und immer mit gleicher konstanter Drehzahl. Wenn man mal von dem Maschendraht-Zaun Produzenten bei Dresden absieht .....
Sie werden nach den Bedürfnissen von Arbeitszeit, Kälte-, Wärme- und Abluftanforderung geregelt. Und sie gibt es auch nicht in so breiter Verteilung, wie beispielsweise Verkehr.
Natürlich kann das trotzdem zu einer frappierenden statistischen Konstanz führen.
Rechnen wir einmal:
Wir haben eine Schwebungsfrequenz von 1/6171sec = 0.00016205Hz
Die andere Frequenz, liegt also um 3,24 ppm (parts per million) neben den 50Hz.
Gute Quarze erreichen eine Frequenzkonstanz von 30-50ppm und sind damit zehnmal schlechter als unsere Schwebung - können aber natürlich besser sein.
Trotzdem, ich gebe dem Quarz wenigstens 10% Toleranz bei seiner Stabilität. Und damit ist für mich die Schwebung eher von einem leicht variierenden Quarz in der Messeinrichtung verursacht, als dies je eine Netzfrequenz
http://de.wikipedia.org/wiki/Versorgungsqualit%C3%A4t
oder gar Rotationsmaschinen könnten.
Mir ist die Bandbreite der Variation einfach zu klein und zu sauber, als das dies etwas anderes als ein Quarz auslösen könnte...
Re: Messen mit professionellen Mitteln - schrotti
Hi yewie56, Du hast mir mit Deinem Einwand echt Kopfschmerzen gemacht.
Ja.
Du übersiehst dabei etwas sehr Wesentliches. Die Ausgangswerte der Berechnung sind keine Augenblickswerte wie sie von einem A/D Converter kommen. Die Ausgangswerte sind die Pegel eines Terzbandes. Und ein Terzband beinhaltet immer alle Frequenzen die zwischen der unteren und der oberen Grenzfrequenz vorkommen. Wenn nun innerhalb des jeweiligen Terzbandes Schwebungen oder sehr nahe beieinander liegende Frequenzen vorkommen so kann und muss sich das auf den Pegel auswirken. Und das Ergebnis ist eben eine Schwebung die innerhalb des Terzbandes von 50 Hz drinnen ist.
2.
Im folgenden Diagramm sieht man aber auch wie der Pegel bei 50 HZ auf sehr hohem Niveau bleibt anders als bei anderen Frequenzen, ist die komische Frequenz von 42 Hz vielleicht nur der schwankende Pegel der 50 Hz Frequenz? Andere Pegelschwankungen sind relativ schnell und bei der langen Rechnungsperioden von 3 Tagen nur bei den hohen Oberwellen zu finden?
Punkt 1 und/oder 2 können die Erklärung sein.
Nachfolgend die Diagramme von Schall und Beschleunigung, gleichzeitig in Stereo aufgenommen. Das Aufnahmegerät kann erst ab etwa 5 Hz, sieht man im Diagramm. Der gleiche Aufnahmeort wie die Messungen zuvor.
Die folgenden Diagramme zeigen die FFT der Wav-Audiodaten aufgenommen mit 48 kHz, 24 bit
Editiert durch Admin: 3D Spektren auf youtube (dank an yewie) und animated gif (hifi):
Natürlich, Lüftungsanlagen sind nur ein Teil des Problems, alle maschinellen Antriebe sind die Ursache. Es kann aber auch, je nach Region und dort versammelten technischen Anlagen, sich die eine oder andere Technologie als dominierend zeigen. In einem Stadtteil kann es aufgrund der dort konzentrierten Bürogebäude eben besonders häufig Lüftungsanlagen geben. In einer anderen Region kann es häufig Anlagen zur Stromerzeugung geben, in einer ländlichen Region andere usw.Schrotti, ich möchte Dir die Rotationsmaschinentheorie keinesfalls nehmen. Sie ist sicher eine wichtige Komponente unseres Problems, fraglos. Es kommen aber durchaus mit Sicherheit weitere Komponenten dazu.
Rotationsmaschinen laufen nicht ständig und immer mit gleicher konstanter Drehzahl. Wenn man mal von dem Maschendraht-Zaun Produzenten bei Dresden absieht .....
Sie werden nach den Bedürfnissen von Arbeitszeit, Kälte-, Wärme- und Abluftanforderung geregelt. Und sie gibt es auch nicht in so breiter Verteilung, wie beispielsweise Verkehr.
Natürlich kann das trotzdem zu einer frappierenden statistischen Konstanz führen.
Ja.
1.Rechnen wir einmal:
Wir haben eine Schwebungsfrequenz von 1/6171sec = 0.00016205Hz
Die andere Frequenz, liegt also um 3,24 ppm (parts per million) neben den 50Hz.
Gute Quarze erreichen eine Frequenzkonstanz von 30-50ppm und sind damit zehnmal schlechter als unsere Schwebung - können aber natürlich besser sein.
Trotzdem, ich gebe dem Quarz wenigstens 10% Toleranz bei seiner Stabilität. Und damit ist für mich die Schwebung eher von einem leicht variierenden Quarz in der Messeinrichtung verursacht, als dies je eine Netzfrequenz
http://de.wikipedia.org/wiki/Versorgungsqualit%C3%A4t
oder gar Rotationsmaschinen könnten.
Mir ist die Bandbreite der Variation einfach zu klein und zu sauber, als das dies etwas anderes als ein Quarz auslösen könnte...
Du übersiehst dabei etwas sehr Wesentliches. Die Ausgangswerte der Berechnung sind keine Augenblickswerte wie sie von einem A/D Converter kommen. Die Ausgangswerte sind die Pegel eines Terzbandes. Und ein Terzband beinhaltet immer alle Frequenzen die zwischen der unteren und der oberen Grenzfrequenz vorkommen. Wenn nun innerhalb des jeweiligen Terzbandes Schwebungen oder sehr nahe beieinander liegende Frequenzen vorkommen so kann und muss sich das auf den Pegel auswirken. Und das Ergebnis ist eben eine Schwebung die innerhalb des Terzbandes von 50 Hz drinnen ist.
2.
Im folgenden Diagramm sieht man aber auch wie der Pegel bei 50 HZ auf sehr hohem Niveau bleibt anders als bei anderen Frequenzen, ist die komische Frequenz von 42 Hz vielleicht nur der schwankende Pegel der 50 Hz Frequenz? Andere Pegelschwankungen sind relativ schnell und bei der langen Rechnungsperioden von 3 Tagen nur bei den hohen Oberwellen zu finden?
Punkt 1 und/oder 2 können die Erklärung sein.
Nachfolgend die Diagramme von Schall und Beschleunigung, gleichzeitig in Stereo aufgenommen. Das Aufnahmegerät kann erst ab etwa 5 Hz, sieht man im Diagramm. Der gleiche Aufnahmeort wie die Messungen zuvor.
Die folgenden Diagramme zeigen die FFT der Wav-Audiodaten aufgenommen mit 48 kHz, 24 bit
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yewie56
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Re: Messen mit professionellen Mitteln - schrotti
Ich meine mit der Frequenzkonstanz des Quarzes den Abtastzeitpunkt des ADC. Bei einer Variation dieser Sampleperiode um 3.4ppm können Geistfrequenzen (Alias-Frequenzen) von 6100 Sekunden Periode entstehen. Nicht bei einem reinen DC Signal. Aber der Ausgang des 50Hz Bandpasses variert ja eben mit 50Hz. 3.4ppm passen einfach nicht zur Frequenzkonstanz unseres Netzsystems. Dann würde ich nur noch die Netzfrequenz hernehmen und alle Quarze aus meinen Schaltungen rausschmeissen.
Vielleich sollten wir diese Disku aber erst einmal ins Backup legen - um uns nicht damit zu verzetteln ...
Zu Deinen 3Ds
X-Achse von rechts nach links: Frequenz ?
Y-Achse Zeit ?
Z- Achse Pegel ?
Schall hat einen deutlich höheren 50Hz Anteil
dabei scheint der Schall im Frequenzgang nach unten limitiert.
Beschleunigung einen auffallend niederfrequenten Anteil, dabei scheint die Beschleunigung im Frequenzgang nach oben limitiert.
Es erscheint schwierig, bei den (nur vermutlich) umgekehrt proportionalen Frequenzgängen einen Vergleich anzustellen. Das wäre EINE Variante.
Nehmen wir einmal an, sie wären im Gleichlauf, die nächste Variante:
Eine Aufwärts-Transformation der Frequenz von Beschleunigung hin zu höheren Frequenzen durch Gebäudeteile in den Schallbereich wäre denkbar. Ja, warum nicht dann auch umgekehrt.
Irgendwie suche ich da den Wandler, der das macht?
Und irgendwie tue ich mich kruzig schwer mit der Interpretation der beiden 3D Plots.
Kannst Du uns da etwas mehr aufgleisen?
BTW: Den Grund Deiner Kopfschmerzen wüsste ich eigentlich schon ganz gerne, damit da nichts zwischen uns anbrennt und ungeklärt bleibt. Das wäre schade und nicht gut für uns!
Vielleich sollten wir diese Disku aber erst einmal ins Backup legen - um uns nicht damit zu verzetteln ...
Zu Deinen 3Ds
X-Achse von rechts nach links: Frequenz ?
Y-Achse Zeit ?
Z- Achse Pegel ?
Schall hat einen deutlich höheren 50Hz Anteil
dabei scheint der Schall im Frequenzgang nach unten limitiert.
Beschleunigung einen auffallend niederfrequenten Anteil, dabei scheint die Beschleunigung im Frequenzgang nach oben limitiert.
Es erscheint schwierig, bei den (nur vermutlich) umgekehrt proportionalen Frequenzgängen einen Vergleich anzustellen. Das wäre EINE Variante.
Nehmen wir einmal an, sie wären im Gleichlauf, die nächste Variante:
Eine Aufwärts-Transformation der Frequenz von Beschleunigung hin zu höheren Frequenzen durch Gebäudeteile in den Schallbereich wäre denkbar. Ja, warum nicht dann auch umgekehrt.
Irgendwie suche ich da den Wandler, der das macht?
Und irgendwie tue ich mich kruzig schwer mit der Interpretation der beiden 3D Plots.
Kannst Du uns da etwas mehr aufgleisen?
BTW: Den Grund Deiner Kopfschmerzen wüsste ich eigentlich schon ganz gerne, damit da nichts zwischen uns anbrennt und ungeklärt bleibt. Das wäre schade und nicht gut für uns!
Re: Messen mit professionellen Mitteln - schrotti
Hi,
ich habe eben über 4300 Sekunden den Schallpegelanalysator mit einem Sinussignal aus einem Signalgeber gefüttert. Das Resultat ist absolut konstanter Messwert, ohne jede Abweichung wird im 50 Hz Terz immer nur ein konstanter Pegel angezeigt. Ich könnte jetzt noch eine sehr lange Messung machen, halte das aber für überflüssig.
In der 3Tagesmessung werden die fraglichen Frequenzen bei Schall nur in den Terzen 50 Hz und bei der Beschleunigung in den Terzen 50 Hz und 100 Hz angezeigt. Sollte es einen Fehler des Gerätes geben so sollte er bei den Messungen für Schall und Beschleunigung die gleichen Auswirkungen haben und im 100 Hz Terz sollte bei beiden Messungen eine Zusatzfrequenz angezeigt werden.
Also ich gehe davon aus das das Messsystem absolut korrekt arbeitet.
Ich denke die Frequenz von 42 Hz, bezogen auf 3 Tage Grundperiode, entsteht durch regelmäßige Amplitudenschwankungen im 50 Hz Terzband.
Um die 3Tagesmessung besser zu verstehen und auch um Klarheit über das gefundenen 42 Hz Signal zu bekommen habe ich eine Audiomessung durchgeführt. Die Messung erfolgte nur im Batteriebetrieb, die Geräte liefen bis die Batterien leer waren. Die Aufnahmezeit ist ca.2 Stunden.
Die 3d Grafiken zeigen einen Auszug der Messung von 6 Minuten Länge.
Die Achse zur rechten Seite zeigt die Frequenzen, die Achse zur linken Seite zeigt die Zeitachse. Die Z-Achse den Pegel. Die Pegelwerte sind in der Grafik nicht festgelegt. Wie sich Schallpegel und Beschleunigung an diesem Messort verhalten kann aus den Grafiken für die einzelnen Terzbänder weiter oben abgelesen werden.
Ich will nur zeigen welche Frequenzen vorhanden sind und wie sich in Pegel, Frequenzen und Zeitverlauf im Vergleich von Schall und Beschleunigung darstellen.
Es ist wirklich ein Problem die Grafiken richtig zu verstehen bzw. zu interpretieren. Man hat die passenden Hilfsmittel, wie Matlab und kann damit einiges berechnen bzw. analysieren aber die Interpretation der Bilder das muss man schon selber hinkriegen. Die Probleme mit den 42 Hz weiter oben haben das schön vorgeführt. Und das hat mir einiges Kopfzerbrechen bereitet, das Suchen nach einem Grund einer Möglichkeit für Fehlmessung bzw. die Messung zu verstehen und richtig zu interpretieren.
Ja und nun erst mal nachdenken was folgt sinnvollerweise als nächstes.
ich habe eben über 4300 Sekunden den Schallpegelanalysator mit einem Sinussignal aus einem Signalgeber gefüttert. Das Resultat ist absolut konstanter Messwert, ohne jede Abweichung wird im 50 Hz Terz immer nur ein konstanter Pegel angezeigt. Ich könnte jetzt noch eine sehr lange Messung machen, halte das aber für überflüssig.
In der 3Tagesmessung werden die fraglichen Frequenzen bei Schall nur in den Terzen 50 Hz und bei der Beschleunigung in den Terzen 50 Hz und 100 Hz angezeigt. Sollte es einen Fehler des Gerätes geben so sollte er bei den Messungen für Schall und Beschleunigung die gleichen Auswirkungen haben und im 100 Hz Terz sollte bei beiden Messungen eine Zusatzfrequenz angezeigt werden.
Also ich gehe davon aus das das Messsystem absolut korrekt arbeitet.
Ich denke die Frequenz von 42 Hz, bezogen auf 3 Tage Grundperiode, entsteht durch regelmäßige Amplitudenschwankungen im 50 Hz Terzband.
Um die 3Tagesmessung besser zu verstehen und auch um Klarheit über das gefundenen 42 Hz Signal zu bekommen habe ich eine Audiomessung durchgeführt. Die Messung erfolgte nur im Batteriebetrieb, die Geräte liefen bis die Batterien leer waren. Die Aufnahmezeit ist ca.2 Stunden.
Die 3d Grafiken zeigen einen Auszug der Messung von 6 Minuten Länge.
Die Achse zur rechten Seite zeigt die Frequenzen, die Achse zur linken Seite zeigt die Zeitachse. Die Z-Achse den Pegel. Die Pegelwerte sind in der Grafik nicht festgelegt. Wie sich Schallpegel und Beschleunigung an diesem Messort verhalten kann aus den Grafiken für die einzelnen Terzbänder weiter oben abgelesen werden.
Ich will nur zeigen welche Frequenzen vorhanden sind und wie sich in Pegel, Frequenzen und Zeitverlauf im Vergleich von Schall und Beschleunigung darstellen.
Es ist wirklich ein Problem die Grafiken richtig zu verstehen bzw. zu interpretieren. Man hat die passenden Hilfsmittel, wie Matlab und kann damit einiges berechnen bzw. analysieren aber die Interpretation der Bilder das muss man schon selber hinkriegen. Die Probleme mit den 42 Hz weiter oben haben das schön vorgeführt. Und das hat mir einiges Kopfzerbrechen bereitet, das Suchen nach einem Grund einer Möglichkeit für Fehlmessung bzw. die Messung zu verstehen und richtig zu interpretieren.
Ja und nun erst mal nachdenken was folgt sinnvollerweise als nächstes.
Re: Messen mit professionellen Mitteln - schrotti
Die Grafik zeigt den arithmetischen Mittelwert der Powerspektren einer Wavdatei.
Die Powerspektren wurden mit 50%iger Überdeckung berechnet.
Aus den Spektren der gesamten Wavedatei wurde der arithmetische Mittelwert gebildet.
In einem Kanal der 114 Minuten langen Wavedatei wurde der Schall in dem anderen Kanal wurde die Beschleunigung aufgezeichnet.
In der Grafik werden die beiden Größen Schall und Beschleunigung verglichen.
Daher ist die y-Achse nicht skaliert.
Die blaue Linie zeigt Schall
Die rote Linie zeigt Beschleunigung.
Also nur die Übereinstimmung der Frequenlinien beachten.
Es gibt sehr viel Übereinstimmung.
Die Powerspektren wurden mit 50%iger Überdeckung berechnet.
Aus den Spektren der gesamten Wavedatei wurde der arithmetische Mittelwert gebildet.
In einem Kanal der 114 Minuten langen Wavedatei wurde der Schall in dem anderen Kanal wurde die Beschleunigung aufgezeichnet.
In der Grafik werden die beiden Größen Schall und Beschleunigung verglichen.
Daher ist die y-Achse nicht skaliert.
Die blaue Linie zeigt Schall
Die rote Linie zeigt Beschleunigung.
Also nur die Übereinstimmung der Frequenlinien beachten.
Es gibt sehr viel Übereinstimmung.
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Zuletzt geändert von schrotti am 24.07.2011, insgesamt 1-mal geändert.
Re: Messen mit professionellen Mitteln - schrotti
In den Leistungsspektren kann man sehr schön die Linien sehen die uns als Erklärung für den Brummton bleiben.
Du hast keine ausreichende Berechtigung, um die Dateianhänge dieses Beitrags anzusehen.
Re: Messen mit professionellen Mitteln - schrotti
Vollständige Analyse der zweistündigen Wavdatei.
In einem Kanal der Stereoaufnahme wurde der Schall in dem anderen Kanal die Beschleunigung aufgezeichnet.
Die Grafiken zeigen auf der Achse nach rechts Frequenzen und auf der Achse nach links den gesamten Zeitverlauf von 2 Stunden.
Berechnet wurde das Leistungsspektrum mit 50% Überdeckung, jeder Berechnungsschritt der FFT wurde mit 60 Sekunden Periodenlänge durchgeführt.
Ich denke die Grafiken zeigen die Linien bzw. Frequenzen die wir für die Ursache des BT benennen können.
In einem Kanal der Stereoaufnahme wurde der Schall in dem anderen Kanal die Beschleunigung aufgezeichnet.
Die Grafiken zeigen auf der Achse nach rechts Frequenzen und auf der Achse nach links den gesamten Zeitverlauf von 2 Stunden.
Berechnet wurde das Leistungsspektrum mit 50% Überdeckung, jeder Berechnungsschritt der FFT wurde mit 60 Sekunden Periodenlänge durchgeführt.
Ich denke die Grafiken zeigen die Linien bzw. Frequenzen die wir für die Ursache des BT benennen können.
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