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Funktion des A/D-Umsetzers

  • Wandelt analoge Eingangssignale in digitale Samples um
  • Essentiell für die Digitalisierung und Weiterverarbeitung von Signalen

Aliasing und Antialiasing

  • Abtasttheorem: Für fehlerfreie Rekonstruktion muss die Abtastrate \gt 2 \cdot f_{\mathrm{max}} betragen
  • Signale oberhalb der maximal verarbeitbaren Frequenz können als fehlerhafte Aliases erscheinen
  • Antialiasing-Filter (Tiefpass- oder Bandpassfilter) unterdrücken unerwünschte hohe Frequenzen
  • Schützen den A/D-Umsetzer vor fehlerhaften Aliasing-Effekten

[question:AF620]


Taktgenerator (Abtastratengenerator)

  • Erzeugt den exakten zeitlichen Takt für die Abtastung
  • Bestimmt, wie oft pro Sekunde ein Sample erfasst wird
  • Kann fest eingestellt oder durch Steuerung (z. B. Mikrocontroller) geregelt werden

Quantisierung und Quantisierungsfehler

  • Bei der A/D-Umsetzung werden analoge Amplitudenwerte in feste Stufen abgebildet
  • Dies führt zu einer wertdiskreten Darstellung des ursprünglich kontinuierlichen Signals
  • Quantisierungsfehler entstehen, da nicht alle Zwischenwerte exakt erfasst werden können

[question:AF607]


Auflösung des A/D-Umsetzers

  • Anzahl der möglichen digital darstellbaren Stufen
  • Wird in Bit angegeben (z. B. \qty{8}{\bit} = \num{256} Stufen, \qty{16}{\bit} = \num{65536} Stufen)
  • Häufig wird die Hälfte der Werte für den positiven und die andere Hälfte für den negativen Bereich verwendet

[question:AF608]


Jitter: Timing-Instabilitäten

  • Jitter beschreibt kleine, zufällige Schwankungen in den Abtastzeitpunkten
  • Ein instabiler Abtastratengenerator führt zu zusätzlichen Rauscheffekten im digitalen Signal
  • Hoher technischer Aufwand ist nötig, um einen präzisen Takt zu gewährleisten

[question:AF621]