31.10.2010 ZHaW, SoE, Messtechnik, Spma 1/8
Analog-Digital UmsetzerNI USB 6009 Blockschaltbild
31.10.2010 ZHaW, SoE, Messtechnik, Spma 2/8
Analog-Digital UmsetzerAnalog-to-digital converter (ADC)
Die Digitalisierung eines kontinuierlichen (analogen) Signals
erfolgt prinzipiell in zwei Schritten:
• Abtastung (sample and hold)
• Quantisierung (Wertdiskretisierung)
analog:zeit- und wert-kontinuierlich
wertkontinuierlichzeitdiskret
digital:wert- und zeitdiskret
AbtastungQuanti-sierung
31.10.2010 ZHaW, SoE, Messtechnik, Spma 3/8
Analog-Digital UmsetzerNI USB 6009 ADC-Kanal
31.10.2010 ZHaW, SoE, Messtechnik, Spma 4/8
Analog-Digital UmsetzerBockschaltbild-Symbol
31.10.2010 ZHaW, SoE, Messtechnik, Spma 5/8
Analog-Digital UmsetzerAbtastvorgang (sampling)
• Das analoge zeitkontinuierliche Signal wird (meistens) in regelmässigen Zeitabständen TS: Abtastintervall (sampling interval) abgetastet.
• Der reziproke Wert fS = 1/ TS des Abtastintervalls heisst Abtastfrequenz (sampling rate).
• Die Abtastfrequenz darf gemäss dem Abtast-theorem nicht beliebig tief gewählt werden:
fS > 2 maximale im Signal enthaltene Frequenz
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Analog-Digital UmsetzerAuflösung: Signal ohne Vorzeichen
• Anzahl Stufen: 2n
Bsp:
8 Bit ––> 256
12 Bit ––> 4096• LSB: Bereich/Anz. St.
Bsp: 0 bis 10 V, 8 Bit
––> 39.0625 mV
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Analog-Digital UmsetzerAuflösung: Signal mit Vorzeichen
• Problem bei einer geraden Anzahl Stufen:
Darstellung von Null
ergibt Asymmetrie• Bermerkung:
Codierung der negativen Zahlen als Zweierkomplement
01101000100011 111010110001-1-0.50.5LSB
31.10.2010 ZHaW, SoE, Messtechnik, Spma 8/8
Analog-Digital UmsetzerBeispiele
• Audio CD– Abtastrate: 44,1 kHz– Auflösung: 16 Bit
• Tektronix KO TDS1000B– Abtastrate: bis 1 GHz– Auflösung (vertikal): 8 Bit
bei Empfindlichkeit von 2 mV/div bis 5 V/div