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Polski📶 ADC/DAC-Abtastung
Visualisieren Sie die Analog-Digital-Wandlung. Passen Sie die Abtastrate an, um Aliasing unterhalb der Nyquist-Grenze auszulösen. Ändern Sie die Bittiefe, um Quantisierungsrauschen zu sehen. Beobachten Sie Original-, Abtast- und rekonstruiertes Signal.
Über ADC/DAC-Signalabtastung
Diese Simulation zeigt, wie ein kontinuierliches Analogsignal in digitale Form umgewandelt und wieder zurückgewandelt wird. Eine reine Sinuswelle wird zu diskreten Zeitpunkten abgetastet und auf eine endliche Anzahl von Amplitudenstufen gerundet (Quantisierung), dann als DAC-Ausgang rekonstruiert. Das Verhalten wird durch das Nyquist-Shannon-Abtasttheorem bestimmt, das eine Abtastrate von mindestens dem Doppelten der Signalfrequenz erfordert.
Drei Schieberegler steuern das Modell: die Eingangssignalfrequenz (100–5000 Hz), die ADC-Abtastrate (500–20000 Hz) und die Bittiefe (1–12 Bit). Eine Abtastrate unterhalb von 2·f_signal löst Aliasing aus und faltet den Ton auf eine Phantomfrequenz, während eine geringere Bittiefe die Quantisierungsstufen vergröbert.
Häufig gestellte Fragen
Was ist ADC und DAC?
ADC (Analog-Digital-Wandlung) verwandelt eine kontinuierliche Spannung in eine Zahlenfolge, indem sie zeitlich abgetastet und jede Probe auf eine feste Anzahl von Stufen gerundet wird. DAC (Digital-Analog-Wandlung) kehrt den Vorgang um und baut aus diesen Zahlen wieder eine analoge Wellenform auf.
Was ist das Nyquist-Theorem?
Das Nyquist-Shannon-Abtasttheorem besagt, dass ein bandbegrenztes Signal nur dann perfekt rekonstruiert werden kann, wenn die Abtastrate mindestens das Doppelte seiner höchsten Frequenz beträgt: f_ADC ≥ 2·f_signal.
Was verursacht Aliasing in dieser Simulation?
Aliasing tritt auf, wenn Sie die Abtastrate unter 2·f_signal senken. Zu wenige Abtastwerte pro Zyklus lassen einen hochfrequenten Ton als niedrigeren erscheinen. Die Simulation berechnet den Alias und markiert die Warnung.
Was steuern die drei Schieberegler?
Der Signalfrequenz-Regler stellt den Eingangston von 100 bis 5000 Hz ein. Der Abtastraten-Regler stellt f_ADC von 500 bis 20000 Hz ein. Der Bittiefe-Regler, von 1 bis 12 Bit, legt fest, wie viele Amplitudenstufen (2 bis 4096) verfügbar sind.