Lernkarten

Sascha Gaubatz
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Sprache Deutsch
Stufe Universität
Erstellt / Aktualisiert 19.01.2013 / 06.10.2021
Lizenzierung Kein Urheberrechtsschutz (CC0)
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Flush - Umsetzer

Steigende Spannungen an den Widerständen der "Referenzkette". OPVs schalten logisch 1 durch bis Uref > Ueinam OPV

++Extrem schnelle Umsetzung (Nanosekunden → Bildverarbeitung)

++ Logarythmische Kennlinie einfach realisierbar

-- Hoher bauteileaufwand (2nWiderstände, 2nKomperatoren)

-- Geringe Auflösung (max. 10-11 Bit)

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A/D - Umsetzer

  1. Laden des Kondensators mit unbekannter spannung Uein
  2. Zähler auf 0 setzen und entladen des Kondensators
  3. Die Endladezeit mit der bekannten Spannung Uref kann direkt einer Eingangspannung zugeordnet werden

++ geringer Schaltungsaufwand

++ hohe Auflösung und Genauigkeit (16-22 Bit)

--langsame Umsetzung (Millisekunden)

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A/D-Umwandler

Es wird sich Schrittweise an die Ue angenähert. Wenn die "getestete" Spannung kleiner als ue, wird das Bit gesetzt, ist sie größer, nicht.

++schnelle Umsetzung (Microsekunden → allgemeine Messdaternerfassung)

++ geringer Schaltungsaufwand

++ hohe Auflösung (12-16 Bit)

-- benötigt unbedingt ein vorgeschaltetes S&H

 

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A/D-Umsetzer

  • Liefert binäre Pulskette am Ausgang deren gemitteltes Tastverhältnis proportional zu Ue ist.

Bsp:

Ue= 0 → Ua = 10101010

Ue -- → Ua 000001000001

Ue ++ → Ua =1111110111110

++Umsetzzeit und Auflösung gegeneinander tauschbar

++schnelle Umsetzung (Microsekunden → allgemeine Messdatenverarbeitung)

++ hohe Auflösung (16-24Bit)

++sehr geringer Schaltungsaufwand, leicht intergrierbar

-- digitale Filter(TP,Dezimation) müssen nachgeschaltet werden

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Oversampling

  • Erhöhung der Abtastfrequenz zur Steigerung der Genauigkeit
  • Bei AD- und DA-Umsetzern möglich
  • Erhöhung fa alleine reicht nichht, erhöht nur Datenvolumen
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Oversampling bei DA-Umsetzung

Bsp. Motordrehzahl bei DC-Motor

Drehzahl über PWM

0000      0%      Solldrehzahl        37,5%

1000      25% 

1100      50%    (50% + 25%)/2 =37,5%

1110      75%

1111     100%     10001100 Abwechseln Taktmuster 2*4 bit → 8 Takte

Soll: 32%

5*25% + 2*50% → 32% → 7*4bit → 28 Takte

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Oversampling mit Interpolation

Durch einfügen künstlicher Zwischenwerte wird der Umsetzertakt erhöht, was die Frequenz des Störspektrums nach oben verschiebt.

Bsp.:

Ohne OS: oberste Nutzfrequenz: 20kHz,Störspektrum (44100-20000)Hz = 24,1kHz

Mit OS: oberste Nutzfrequenz: 20kHz, Störspektrum (88200 - 20000)Hz = 68,2 kHz

 

Mit Oversampling benötigt der Restaurations-TPF eine geringere Flankensteilheit zugunsten der Realisierbarkeit und des Einschwingverhaltens.

 

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Digitale FIlter

  • Impulsantwort besteht aus zeitlicher Folge der Filterkoeffizienten
    • n+1 Takte nach dem Impuls ist der Ausgang = 0
  • Arithmetische Summe der Filterkoeffizienten ergibt die "gleichspannungs"-Verstärkung
  • Vorzeichenmäßig alternierende Summe der Filterkoeffizienten
  • Verstärkung bei höchster er laubter Frequenz (f ≤ fa*2)
  • Multiplikation aller Filterkoeffizienten mit einem Faktor änder die gesamtverstärkung des Filters
  • Gruppenlaufzeit ist Frequenzunabhängig: Tgr=½*n*Ta