Abtastfrequenz Schwingung Aufgaben

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mgesch
Neuling
#1 erstellt: 12. Mai 2005, 15:30
Hallo Allerseits!

Wir haben folgende Aufgaben bekommen und unser
Script ist dermassen miserabel das ich damit
absolut nicht klar komme.

Koennt ihr helfen, kommt jemand damit klar?




Bezueglich das Abtasttheorem weiss ich mittlerweile
das die Abtastfreqeunz 2 mal so hoch wie die groesse
darin enthaltende Frequenz sein soll.
Aber der Rest macht mir Kopfschmerzen....

Bin dankbar fuer jede Antwort, wer nur etwas davon ansatzweise loesen kann, soll sich melden.


[Beitrag von mgesch am 12. Mai 2005, 15:32 bearbeitet]
sakly
Inventar
#2 erstellt: 14. Mai 2005, 07:04
Sollen wir jetzt deine Hausaufgaben machen??
Die Aufgaben sind teilweise sehr einfach. Wenn du noch etwas im Skript liest oder google bemühst, bei Sachverhalten, die im Skript schlecht beschrieben sind, dann kommst du auch selbst auf die Lösungen.
mgesch
Neuling
#3 erstellt: 15. Mai 2005, 11:07
Fuer dich ist das vielleicht leicht, aber nicht fuer mich.
Meinst du ich haette danach noch nicht gegoogelt?

Vielleicht kannst du ja wenigstens mal meine bisherigen
Loesungen kontrollieren, wenn du so gut darin bist,
wie du behauptest.

1a 48 kbit/s
1b 32 kbit/s
1c Tiefpassfilter???
1d 480 kbit/s

2a 40 Mbit/s
2b kein plan es gibt ASK, FSK und PSK (stoerfest)
2c BPSK QPSK 8.PSK

3a und b KEIN PLAN - da hilft auch kein google, vielleicht du?

Wer hilft?
sakly
Inventar
#4 erstellt: 15. Mai 2005, 11:59
Mit eigenen Lösungsansätzen sieht das schon anders aus. Wenn man sieht, dass sich die Person selbst Gedanken macht, hilft man auch gern, weil man nicht denkt, dass man deren Hausaufgabe macht und die nur keine Lust hat, sich selbst zu bemühen

Zu 1:
a:
kBit/s ist eine Bitratenangabe und keine mögliche noch theoretisch erfassbare Frequenz. Shannon sagt, die halbe Abtastfrequenz kann maximal erfasst werden. Also stimmt hier 48, aber eben kHz und nicht kBit/s, denn wir haben eine Frequenz und keine Bitrate.

b:
Gleiches wie bei a. Die Lösung an sich ist richtig, aber es ist wieder eine Freqeuenz anzugeben, keine Bitrate.

c:
Dort verstehe ich die Frage nicht wirklich. Da kann alles und nix gemeint sein. Bei dem Schwierigkeitsgrad würde ich vermuten, dass deine Antwort gemeint war.

d:
Warum 480kBit/s?
Was hast du gerechnet? Ein Rechenweg wäre schön gewesen.
Du erfasst in der Sekunde 96000 Werte, da du ja mit 96kHz abtastest und nicht mit 48kHz. Diese 96000 Werte werden mit 10 Bit abgespeichert/verarbeitet. Also 96000x10=960000=960kBit/s

e:
Mir ist der Begriff Roll-Off-Faktor jetzt nicht bekannt. Auf die Schnelle hat mich google da auch nicht effektiv weitergebracht. Auf jeden Fall hängt damit eine Reduzierung der Bitrate im Übertragungskanal zusammen. Wenn 10MHz für 15 Messstelen zur Verfügung stehen und du für jede Stelle 0,96MHz benötigst, so musst du die Bandbreite auf 0,66MHz reduzieren, also Faktor 1,44. Wie das mit dem Roll-Off-Faktor zusammenhängt, musst du selbst herausfinden.

Zu 2:
a:
Grundsätzlich würde ich das bejahen. Kann es sein, dass Multiplexer noch Steuersignale benötigen, um die verschiedenen Signale zu differenzieren? Dann wäre die Bitrate höher. Das weiß ich nicht, weil ich mich mit Multiplexern nicht auskenne. Kann mir aber nicht virstellen, dass Multiplexer auf "gut Glück" arbeiten. Vermutlich werden Steuersignale enthalten sein.

Generell sind die zweite und dritte Aufgabe für mich adhoc nicht lösbar, weil ich mich mit Tastverfahren und Kanalübertragungstechniken nicht auseinandergesetzt habe. Da schaust du vielleicht nochmal in dein Skript, denn unlösbar kommen mir die Aufgaben beim Durchlesen nicht vor.
mgesch
Neuling
#5 erstellt: 15. Mai 2005, 12:37


zu 1:a:
kBit/s ist eine Bitratenangabe und keine mögliche noch theoretisch erfassbare Frequenz. Shannon sagt, die halbe Abtastfrequenz kann maximal erfasst werden. Also stimmt hier 48, aber eben kHz und nicht kBit/s, denn wir haben eine Frequenz und keine Bitrate.
b:
Gleiches wie bei a.


Danke, da hast du voellig recht.
Habe es geaendert.



d:
Warum 480kBit/s?
Was hast du gerechnet? Ein Rechenweg wäre schön gewesen.
Du erfasst in der Sekunde 96000 Werte, da du ja mit 96kHz abtastest und nicht mit 48kHz. Diese 96000 Werte werden mit 10 Bit abgespeichert/verarbeitet. Also 96000x10=960000=960kBit/s


Ich habe 48 x 10 gerechnet, bin also von der maximalen
erfassbaren Frequenz 48 khz ausgegangen und nicht von
der Abtastfrequenz. Werde das nochmal ueberdenken...



e:
Mir ist der Begriff Roll-Off-Faktor jetzt nicht bekannt. Auf die Schnelle hat mich google da auch nicht effektiv weitergebracht. Auf jeden Fall hängt damit eine Reduzierung der Bitrate im Übertragungskanal zusammen. Wenn 10MHz für 15 Messstelen zur Verfügung stehen und du für jede Stelle 0,96MHz benötigst, so musst du die Bandbreite auf 0,66MHz reduzieren, also Faktor 1,44. Wie das mit dem Roll-Off-Faktor zusammenhängt, musst du selbst herausfinden.


Der Roll-Off-Faktor ist der Faktor den das Gehoer von
der Geraeuschquelle entfernt ist oder so aehnlich ;-)
Also eine Art Verzoegerung....habe ich irgendwo gefunden.
Hier im Script steht noch:
Der Roll-off Faktor ist durch das "hinausrollen" der idealen Grenzfrequenz WN und damit durch die Vergrosserung der
Bandbreite derfiniert.
B=WN(1+r)=Bn*(1+r)

r= (B/BN) -1 ; 0<=r<=1
Kannst du etwas damit anfangen?

Ich teile also einfach 10Mhz durch die 15 Messstellen
und muss dann irgendwie die Verzoegerung errechnen?



Zu 2:
a:
Grundsätzlich würde ich das bejahen. Kann es sein, dass Multiplexer noch Steuersignale benötigen, um die verschiedenen Signale zu differenzieren? Dann wäre die Bitrate höher. Das weiß ich nicht, weil ich mich mit Multiplexern nicht auskenne. Kann mir aber nicht virstellen, dass Multiplexer auf "gut Glück" arbeiten. Vermutlich werden Steuersignale enthalten sein.

Generell sind die zweite und dritte Aufgabe für mich adhoc nicht lösbar, weil ich mich mit Tastverfahren und Kanalübertragungstechniken nicht auseinandergesetzt habe. Da schaust du vielleicht nochmal in dein Skript, denn unlösbar kommen mir die Aufgaben beim Durchlesen nicht vor.


Werde mich noch genauer erkundigen, ob beim Multiplexer
ein Steuersignal zu beachten ist.

Fuer mich sind Aufgabe 2 und 3 leider derzeit noch unloesbar. Hoffe das jemand anderst da vielleicht noch
den richtigen Input weiss!?

Danke!


[Beitrag von mgesch am 15. Mai 2005, 12:48 bearbeitet]
sakly
Inventar
#6 erstellt: 15. Mai 2005, 13:19
Dann ist r=0,44.
(0,96/0,6Periode)-1=0,44
Also theoretisch optimale Bandbreite geteilt durch technisch geforderte Bandbreite mit Roll-Off-Faktor ergibt den Faktor selbst (B/Bn)-1=r).
Dass r dabei nur Werte zwischen 0 und 1 annehmen soll, ist sinnvoll, denn die Bandbreite Bn soll ja möglichst verkleinert werden, ohne aber die Information zu massiv zu beschneiden. Würde r größer 1, so wäre Bn nur noch maximal halb so groß, wie B und das würde eine starke Verschlechterung des Signal hervorrufen. Hier ist also immer zu betrachten, wie stark das Signal verschlechtert werden darf, so dass es gerade nicht wahrnehmbar ist. Wie der Roll-Off-Faktor damit zusammenhängt, weiß ich allerdings nicht.
mgesch
Neuling
#7 erstellt: 15. Mai 2005, 20:13
Danke, ja glaube auch das dies richtig ist.


Nun braeuchte ich unbedingt noch jemand
der mir zu 2b und 3a und b was sagen koennte!!!

Zu den Geisichtpunkten bei frage 2b, faellt mir
derzeit nur die Stoeranfaelligkeit ein.
Gibt es noch weitere Argumente und Unterschiede fuer und gegen
Tastverfahren?
Speaker
Schaut ab und zu mal vorbei
#8 erstellt: 12. Jan 2006, 18:38

sakly schrieb:
Dann ist r=0,44.
(0,96/0,6Periode)-1=0,44
Also theoretisch optimale Bandbreite geteilt durch technisch geforderte Bandbreite mit Roll-Off-Faktor ergibt den Faktor selbst (B/Bn)-1=r).


Das Thema ist zwar nicht ganz neu, aber ich habe es gerade gefunden und würde es etwas anders sehen.

Wenn r= B/BN -1 und B laut Vorgabe = 10 ist und BN=(1/2)fBit also BN=B/2
dann käme man auf folgende Lösung:

(B/15)/(BN/15)-1
=0,666667/0,333333 -1
=1
Somit ist der Roll-Off-Faktor 1.

Oder liege ich damit falsch?
sakly
Inventar
#9 erstellt: 14. Jan 2006, 12:53
Wie kommst du bei BN auf 1/2?
BN ist nicht vorgegeben, sondern muss anhand der Anforderungen ermittelt werden.
Hier muss die Bandbreite von 0,96MHz auf 0,6(Periode)MHz reduziert werden. BN ist dabei dann 0,6(Periode), weil für 15 Signale "nur" 10MHz zur Übertragung frei sind und dann jeweils nur 0,6(Periode)MHz Bandbreite zur Verfügung stehen.
Speaker
Schaut ab und zu mal vorbei
#10 erstellt: 14. Jan 2006, 18:52
Ich kann mich noch irgendwie an die Formel BN = ½ Fbit erinnern, glaube ich zumindest.

BN (Nyquistbandbreite)= ½ Fbit und Bandbreite B=BN(1+r)
Somit geht meine Rechnung auf.

Sollte ich falsch liegen, dann korrigiere mich bitte!
sakly
Inventar
#11 erstellt: 15. Jan 2006, 11:45
Macht für mich keinen Sinn.
Die Nyquistfrequenz ist 2F. Was hier diese Formulierung mit dem fBit meint. ist mir auch nicht ganz schlüssig.
Zudem ist B nicht mit 10 angegeben, kann ich zumindest nicht erkennen.
Lucas_S.
Neuling
#12 erstellt: 18. Nov 2006, 00:49
Hallo
ich glaube hier bin ich genau richtig mit meiner Frage.

Es geht um die Wortbreite, mit der ich ein Signal aufnehme.
Ich kenne zu diesem Thema ein paar Fakten, die ich nicht in einen vernünftigen Zusammenhang bringen kann.
Also
Fakt 1: Jedes Bit, das ich hinzunehme, erhöht meine Systemdynamik um 6dB

Fakt 2: Nehme ich einen Ton mit ein und dem selben System, d.h. mit gleichem Wandler, gleichem Vorverstärker usw. zwei Mal auf, wobei eine Aufnahme eine Wortbreite von 16Bit und eine Aufnahme eine Wortbreite von 24 bit hat, wird das Störgeräusch in der Aufnahme mit 24 Bit gegnüber der Aufnahme mit 16 Bit leiser.

Fakt 3: Die Einheit Dezibel ist nichts absolutes.

Nachdem ich mich mit diesem Thema das erste Mal auseinander gesetzt habe, dachte ich, dass ich mit einem 16 bit System kein Musikstück vernünfitig aufnehmen kann, das eine Dynamik von über 98dB aufweist, da meine Systemdynamik bei 16bit ja 98dB ist. Und wenn ich ein Stück aufnehmen will, dass weniger als 98dB Dynamik hat sei es für die Qualität der Aufnahme egal, ob ich mit 16 oder 24 Bit Aufnehme, da sich eh alles im Bereich unter 98dB abspielt.
Wenn ich jetzt aber Fakt 2 in meine Überlegungen mit einbeziehe, komme ich ins grübeln. Fakt zwei bezieht sich darauf, dass das Störgeräusch, welches das System auf jeden Fall abgibt eine Konstante ist. Wenn ich einen Ton mit nem 16 Bit System aufnehme, kann dieser maximal 98dB betragen. Nehme ich einen Ton mit nem 24 Bit System auf, kann er 146dB betragen. Ich würde Fakt 2 verstehen, wenn er als Voraussetzung hätte, dass ich den Ton auch immer mit der Maximallautstärke spiele. Denn natürlich wird das Störgeräusch relativ gesehen leiser, wenn ich ihn einmal mit 98dB und einmal mit 146dB übertöne. Die Voraussetzung für diesen Fakt ist jedoch, dass ich die Töne beide Male gleich laut spiele. Wenn ich die Töne also gleich laut spiele, kommt wieder meine erste Überlegung zum tragen. Die besagt, dass es egal ist, ob ich mit 16 oder 24 Bit aufnehme, wenn das Stück oder der Ton 98dB nicht überschreitet. Irgendetwas stimmt hier also nicht.
Ich habe gegrübelt und gegrübelt und bin auf Fakt drei gestoßen. "Die Einheit Dezibel ist nicht absolut".
Jetzt komme ich endlich zur Frage:
Bedeutet das etwa, dass ich einen Ton z.B. in Zimmerlautstärke einspielen und dann dem System sagen kann, dass das jetzt z.B. 140 dB sein sollen?
Hat Fakt zwei also etwas damit zu tun, wie ich das Signal in der Voreinstellung einpegel?
Und wenn das so ist, warum kann ich dann kein Stück, dass 120dB Dynamik hat mit einem 16 Bit System aufnehmen, indem ich das Signal entsprechend einpegel und damit dem System sage, dass die lauteste Passage 98dB sein sollen.

Ich hoffe diese lange Ausführung war nicht zu unübersichtlich und irgendeiner der mehr Ahnung hat als ich, versteht was ich sagen will und kann mir ne Antwort geben.
danke für eure Hilfe
mfg
Lucas
HiFi_Addicted
Inventar
#13 erstellt: 18. Nov 2006, 01:01
@ Lucas

Du kannst schon ein Stück mit 120db auf einem Recorder mit 96db Systemdynamik aufnehmen. Da brauchst dazu nur vor den A/D Wandler einen Kopressor und nach dem D/A Wandler einen Expander wie zB dbx Typ 1, Dolby SR, Telcom 4C, Sanyo Super D und andere.

Ohne Kopander verlierst du entweder unten das Signal oder Clippst oben.

Ich hab einige 16Bit ADAT Bänder die dbx Typ 1 Codiert sind. Tie tönen stellenweise sogar etwas besser als 20Bit Aufnahmen.

MfG Christoph
Lucas_S.
Neuling
#14 erstellt: 18. Nov 2006, 15:24
Danke für die Antwort

Ohne Kopander verlierst du entweder unten das Signal oder Clippst oben.

Das heißt also, wenn ich das Signal entsprechend leise einpegeln würde, dass es oben nicht clippt, wären dile leisen Stellen des stücks so leise das man sie gar nicht hören würde oder wie?
Isr es ansonsten denn richtig, dass es alles eine Frage der Einpegelung ist?
HiFi_Addicted
Inventar
#15 erstellt: 18. Nov 2006, 16:42
So ist es. Dass ist auch der Grund warum bei den meisten CDs der scon niedrig ausgestuerte Hochtonteil im Fade Out nicht zu hören ist.Auf SACD, DVD-Audio und meistens auch Vinyl hört man aber den Hochtonteil noch. Bei den Schallplatten ist er Hochton allerdings nur noch im Rauschteppich zu vernehmen.

Da hat sich wohl ein Fehler eingeschlichen. Das Teil heißt Kompander (Kompressor + Expander)

MfG Christoph


[Beitrag von HiFi_Addicted am 18. Nov 2006, 16:43 bearbeitet]
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