AD-Wandlung: in die (digitale) Welt des · PDF filedigital: - (mit den Fingern) der Zustand eines Parameters wird ... Bei der analogen Datenspeicherung ist das gespeicherte Signal

1Wolfgang Mader, 19.05.2011
Grundlagen der digitalen Datenaufnahme
AnalogAnalog--DigitalDigital--WandlungWandlung
AD-Wandlung: Transferierung von Daten aus der realen (analogen) Welt in die (digitale) Welt des Rechners.
DA-Wandlung: Transferierung von Daten aus dem Rechner in die reale Welt

Wichtige Begriffe: analog / digital
analog: - (kontinuierlich) der Zustand (Amplitude) einer Megre (Parameter) z. B. Spannung ndert sich kontinuierlich. - Alle auftretenden Zustnde, auch kleinere Fluktuationen werden (im Rahmen der Megenauigkeit) erfat.- Die bergnge sind stufenlos.

digital: - (mit den Fingern) der Zustand eines Parameters wird nur zu bestimmten Zeitpunkten betrachtet. - Die Werte liegen als konkrete Zahlen vor.- Die bergnge sind immer stufig. - Fluktuationen, die in der Zeit zwischen den betrachteten Zeitpunkten stattfinden werden nicht erfat.

Verschiedene Arten der Datenaufnahme:
zu Fu durch Abmessen, Zhlen, Kartieren, Mitschreiben (von Hand)
automatisch analog - durch Aufnehmen (Band, Audio, Video), Mitschreiben (Schreiber)
automatisch digital - durch Abspeichern (RAM-Speicher, Festplatte, CD, DVD)
die eigentliche Datenerfassung (-auswertung) geschieht in der Regel zu einem spteren Zeitpunkt. Dabei erfolgt normalerweise eine Reduktion des Datenvolumens.
Im Extremfall kann eine groe Datenmenge (viele einzelne Meergebnisse) auf wenige Werte (Mittelwert, Standardabweichung) reduziert werden.

1,4
Mewerte:

1,41,5
Mewerte:

1,41,51,5
Mewerte:

1,41,51,51,31,61,61,5
1,31,41,41,41,51,61,41,3
Mewerte (cm):
Mittelwert: 0,72 s
Standardabweichung: 0,05 s
0,700,75
0,75
0,650,800,800,75
0,650,700,700,700,750,800,700,65
Mewerte (s):
Umrechnen in Sekunden
2 cm/s
Herzfrequenz (Puls): 83 (Schlge/min)

Eigenschaften der analogen Datenaufnahme:

Eigenschaften der analogen Datenspeicherung:
Bei der analogen Datenspeicherung ist das gespeicherte Signal grundstzlich verrauscht. Lese- Schreibprozesse knnen nicht zwischen Signal und Strungen (die durch das Trgermaterial verursacht werden) unterscheiden.
Selbst bei strkster Beschdigung (z.B. wenn ganze Teile fehlen) kann der verbleibende Rest noch gelesen werden.
Bei jedem Kopiervorgang nimmt die Qualitt (Signal/Rausch-Verhltnis) ab.
Im Lauf der Zeit wird das Signal/Rausch-Verhltnis durch Gebrauch, Lagerung undVerschmutzung/Beschdigung schlechter.

Eigenschaften der digitalen Datenspeicherung:
Bei der digitalen Datenspeicherung liegt das gespeicherte Signal in Form von konkreten Zahlenwerten vor. Lese- Schreibprozesse knnen zwischen Signal und Strung unterscheiden.
Das Signal/Rausch-Verhltnis wird ausschliesslich durch den Me- bzw. Wiedergabeproze, nicht durch die Speicherung bestimmt.
Bei strkerer Beschdigung ist der gesamte Datentrger nicht mehr lesbar. Alle Information ist verloren.
Das gespeicherte Signal kann beliebig oft gelesen werden. Verschmutzung/Beschdigung hat keinen Einflu auf das Signal/Rausch-Verhltnis.
Digitale Kopien haben immer dieselbe Qualitt (Signal/Rausch-Verhltnis bleibt gleich).

Spannung
Zeit

Spannung messen:
200 mV

Eintragen:
200 mV
200 mV

AnalogAnalog--DigitalDigital--WandlungWandlung200 mV
270 mV
Spannung messen:

270 mV
200 mV
Eintragen:270 mV

300 mV270 mV200 mV130 mV100 mV
130 mV200 mV270 mV300 mV270 mV200 mV130 mV100 mV
200 mV270 mV

300 mV270 mV200 mV130 mV100 mV
200 mV270 mV

300 mV270 mV200 mV130 mV100 mV
270 mVRekonstruktion des gemessenen Signals
200 mV

300 mV270 mV200 mV130 mV100 mV
Rekonstruktion des gemessenen Signals200 mV270 mV

300 mV270 mV200 mV130 mV100 mV
200 mV270 mV
Rekonstruktion des gemessenen Signals

AnalogAnalog--DigitalDigital--WandlungWandlungRekonstruktion des gemessenen Signals

AnalogAnalog--DigitalDigital--WandlungWandlungGeglttete Rekonstruktion

AnalogAnalog--DigitalDigital--WandlungWandlungRekonstruktion des Signals mit Glttungsmechanismen setzt bestimmte Eigenschaften des Originals voraus (z.B. bei Musik: Hrbereich des Menschen 20 20000 Hz)

Bei der A/D-Wandlung tritt zwangslufig ein Informationsverlust auf.

AnalogAnalog--DigitalDigital--WandlungW

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