{"id":513,"date":"2020-11-20T21:41:00","date_gmt":"2020-11-20T21:41:00","guid":{"rendered":"http:\/\/mp4gain.com\/de\/audio-video\/?p=513"},"modified":"2020-11-20T21:41:00","modified_gmt":"2020-11-20T21:41:00","slug":"die-faustregel-fur-die-auswahl-der-abtastfrequenz","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mp4gain.com\/de\/audio-video\/audio\/die-faustregel-fur-die-auswahl-der-abtastfrequenz\/","title":{"rendered":"Die Faustregel f\u00fcr die Auswahl der Abtastfrequenz"},"content":{"rendered":"

Die Faustregel f\u00fcr die Auswahl der Abtastfrequenz … von Signalen in Datenerfassungssystemen.<\/strong><\/p>\n

\"choose<\/p>\n

Informationen, die sich im Laufe der Zeit st\u00e4ndig \u00e4ndern, sind analoge Informationen. Computer sind digitale Ger\u00e4te. Um mit Informationen arbeiten zu k\u00f6nnen, m\u00fcssen sie Informationen empfangen, die vom analogen in das digitale Format konvertiert wurden.<\/p>\n

\"Sampling<\/p>\n

Das Konzept der Analog-Digital-Wandlung ist im Prinzip einfach: Ein Analog-Digital-Wandler (ADC) tastet die analogen Eingangssignale mit einer bestimmten Frequenz ab und wandelt jede Probe in einen digitalen Code um und \u00fcbertr\u00e4gt diese Codes dann an einen Computer zur Darstellung eines zeitlich variierenden analogen Signals. Signal.<\/p>\n

Ein \u00e4hnlicher Prozess wird in Hardwaredatenerfassungs- und -steuersystemen verwendet, bei denen analoge Signale auf der physikalischen Schicht isoliert werden m\u00fcssen. Eine Signalisolation ist h\u00e4ufig erforderlich, um Erdungs- und Rauschprobleme zu beseitigen. In solchen Situationen wird “Abtastung” (Signalabtastung) verwendet, um das analoge Signal \u00fcber eine physikalische Barriere zu \u00fcbertragen.<\/p>\n

Unabh\u00e4ngig davon, wo die Probenahme verwendet wird, m\u00fcssen Sie die richtige Abtastrate ausw\u00e4hlen. Die aus diesen Abtastwerten rekonstruierten Signale m\u00fcssen das urspr\u00fcngliche analoge Signal angemessen darstellen. Offensichtlich kann eine zu langsame Abtastung (z. B. ein 10-Hz-Signal, das alle 30 Minuten abgefragt wird) zum Verlust wertvoller Informationen f\u00fchren, w\u00e4hrend eine zu schnelle Abtastung (ein 10-Hz-Signal, das bei 300 MHz abgefragt wird) zu ernsthaften Schaltkreisen f\u00fchrt. Probleme. Gl\u00fccklicherweise gibt es eine Antwort auf die Frage nach der Abtastrate. Abbildung 1 zeigt einen typischen Probenahmevorgang.<\/p>\n

Unabh\u00e4ngig von ihren urspr\u00fcnglichen Eigenschaften werden Daten in modernen Sammelsystemen digital gespeichert. Daher m\u00fcssen die analogen Informationen zuerst mit einem Analog-Digital-Wandler (ADC) in ein digitales Format konvertiert werden. Bei diesem Systemtyp MUSS die Abtastfrequenz h\u00f6her sein als die h\u00f6chste im Eingangssignal enthaltene Frequenz. Dies ist kein Wunsch, sondern ein Gesetz! Tats\u00e4chlich erfordert der Nyquist-Test (Teil des Gesetzes), dass wir mit einer Rate abtasten, die mindestens doppelt so hoch ist wie die h\u00f6chste Frequenz des dem ADC zugef\u00fchrten Signals. Dies soll verhindern, dass Aliase erstellt werden, die schwerwiegende Fehler verursachen k\u00f6nnen.<\/p>\n

(Originalsignal (a), Abtastsignale (b), Eingangssignalabtastungen (c))
\nDas Nyquist-Kriterium definiert die minimale Abtastfrequenz, die erforderlich ist, um aussagekr\u00e4ftige Informationen \u00fcber den Inhalt der Frequenzeigenschaften des Signals zu erhalten. Die Fourier-Analyse liefert die Werkzeuge, die erforderlich sind, um die Beziehung zwischen der Amplitude jeder Frequenzkomponente und einer gegebenen Wellenform zu erhalten. Aufgrund dieser Informationen und der korrekten Verarbeitung des Signals ist es m\u00f6glich, die Wiederherstellung der urspr\u00fcnglichen Amplitude und Form des urspr\u00fcnglichen Signals in der Zeit (Zeitbereich) sicherzustellen.<\/p>\n

In der Regel werden Softwareprodukte so konzipiert, dass Zeitbereichsdaten in ihrer urspr\u00fcnglichen Rohform angezeigt werden. Infolgedessen k\u00f6nnen sinusf\u00f6rmige Wellenformen durch dreieckige Formen verzerrt werden. Dies ist ein Pr\u00e4sentationsproblem, kein Rohdatenproblem. In diesen F\u00e4llen kann die Genauigkeit der Darstellung verbessert werden, indem eine Abtastrate verwendet wird, die das Nyquist-Kriterium nicht erf\u00fcllt.<\/p>\n

Manchmal bestimmen die grundlegenden physikalischen Eigenschaften des Eingangswandlers seinen maximalen Frequenzgang. In anderen Anwendungen wird das Nyquist-Kriterium implementiert, indem ein Tiefpassfilter auf den Eingang des ADC angewendet wird, um unerw\u00fcnschte hohe Frequenzen auszublenden. In jedem Fall m\u00fcssen alle Signalfrequenzen \u00fcber der H\u00e4lfte der Abtastrate so ged\u00e4mpft werden, dass sie unter dem ADC-Quantisierungsschritt liegen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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