Anna log... Begriffklärung

[highlander]

Digital

... abgeleitet von digitus (lat.)= Finger. Speichern und Verarbeiten von Informationen nur im Rahmen genau definierter Werte. Zwischenwerte sind nicht möglich. Im EDV-Bereich setzen sich alle Informationen aus den Grundwerten 0 und 1 zusammen.

Analog

... abgeleitet vom analogos (griech.) = verhältnismäßig, proportional. Fließende Darstellung von Werten. Im Gegensatz zu digitalen Signalen können analoge beliebige Zwischenwerte annehmen.

[Michael Franz]

Vielleicht erklärt jemand weiter, wie man aus einem analogen Signal ein digitales wandelt?

Wenn ich eine reine Sinusschwingung von z. B. 100 Hz habe - wie sieht das verschlüsselt in bits und bytes aus?

Das gibt eine sich periodisch wiederholende Kolonne aus Nullen und Einsen (...fast wie im richtigen Leben...), aber nach welcher Logik werden diese 0-1-Muster erstellt?

- Michael -

[gx285]

Man quantisiert die Spannung.

Man macht beispielsweise jede us eine Momentaufnahme von der Spannung
und wandelt während der laufenden us den Wert in eine Dualzahl um,
mit einem AD-Converter.

[The_Wayne]

Man kann sich eine digitale Soundatei nicht in Nullen und Einsen vorstellten. Ich erkläre das mal anhand des Prinzips wie eine CD gelesen wird. Eine Audiodatei auf einer CD hat eine Auflösung von 16 Bit, daß 65536 entspricht, also 65536 Abstufungen. Eine analoge Schwingung kann also in 65536 Stufen digital abgebildet werden (jeweils die Hälfte nach unten und oben). Nun zur Abtastfrequenz, die bei der CD 44,1kHz beträgt. Daß heißt, daß dieses Signal 44100 mal in der Sekunde, hierbei von einem Laser, abgetastet wird.

Wie man von den Nullen und Einsen auf diese 16Bit kommt kann ich hier nicht erkären, denn das würde den Rahmen sprengen.

[highlander]

Also ich habe das anders gelernt:

16 Bit = 2^16 = 65536 dezimal
und als 'Nullen und Einsen': 10000000000000000

[The_Wayne]

Ja es sind 65536, ich wusste, dass da irgendwo der Wurm drin ist, hatte ja auch schon drei Weizen

[dl2jas]

Eigentlich ist schon alles gesagt, ich will zur Verdeutlichung ein sehr einfaches Beispiel nennen.

Der Einfachheit halber nehme ich einen AD-Wandler mit 3 Bit. Ein Bit ist eine Stelle, ähnlich wie im Dezimalsystem eine Dezimalstelle. Im Dualsystem gibt es nur zwei mögliche Ziffern, die 0 und die 1.
Dualzahl Dezimalzahl
0 0
1 1
10 2
11 3
100 4
101 5
110 6
111 7
Zusätzlich vereinbare ich, daß das erste Bit das Vorzeichen bestimmen soll, 0 sei negativ und 1 sei positiv. Es bleiben nur noch 4 mögliche Werte übrig, die Dezimalzahlen 0 bis 3. Die 0 sei 0 Volt, die 1 sei 1 Volt...
Ich nehme eine Sinusschwingung von 1 Hz mit maximaler Amplitude 3 Volt. Mein Wandler macht alle 0,125 Sekunden eine Messung. Diese Messwerte, also die Dualzahlen speichere ich alle 0,125 s auf Festplatte. Eine Sinusschwingung sieht dann auf Festplatte so aus:
000 110 111 110 100 010 011 010 000
oder dezimal: -0 2 3 2 +0 -2 -3 -2 -0
Am besten, man zeichnet sich eben kurz so eine Sinusschwingung mit den Abtastungen auf.
Will man aus den Zahlenkolonnen auf der Festplatte wieder "Musik" machen, geht die ganze Sache vom Prinzip her rückwärts. Diesmal hat man einen DA-Wandler, der die digitalen Zahlen in analoge Spannungen wandelt. Der DA-Wandler erhält alle 0,125 s eine neue Zahl. Das Rechteckgebilde was da herauskommt, ist die digitale Näherung an meinen analogen Sinus. In der Praxis sieht es nicht ganz so schlimm aus, da ich ja bei CD 65536 Zahlen zur Verfügung habe.

Wer aus der Digitaltechnik kommt, möge mir das einfache Beispiel verzeihen. Ich denke aber es ist für Fachfremde plastisch und einleuchtend.

Andreas, DL2JAS

[Gyrator]

The_Wayne postete
.....Nun zur Abtastfrequenz, die bei der CD 44,1kHz beträgt. Daß heißt, daß dieses Signal 44100 mal in der Sekunde, hierbei von einem Laser, abgetastet wird.

Wie man von den Nullen und Einsen auf diese 16Bit kommt kann ich hier nicht erkären, denn das würde den Rahmen sprengen.

Lieber Wayne, zu schnell geschossen?!
Wenn ich mit meiner bescheidenen Ausbildung nichts falsch verstanden bzw, hier wiedergebe, so haben die 44,1kHz nun wirklich absolut nichts mit der Abtastfrequenz des Laser-Pickup zu tun. Dies ist f a l s c h !
Die 44.1kHz entsprechen der Abtastfrequenz mit der das analoge Signal auf der Audio CD in digitaler Form quantisiert und gespeichert ist.
Sprich die A/D -Wandlung, also die Abtastung und Digitalisierung des analogen Eingangssignales erfolgte mit 44,1kHz.

[The_Wayne]

Mit Abtastrate, auch Samplingfrequenz oder Samplingrate bezeichnet man in der Physik die Rate, mit der Signalwerte aus einem kontinuierlichen Signal entnommen werden. Sie gibt an, wie oft in dem betrachteten Zeitraum ein analoges Signal abgetastet wird, um anschließend quantisiert (digital codiert) zu werden. Es wird dadurch aus einem zeitkontinuierlichen ein zeitdiskretes Signal gewonnen.

Hiermit hast du recht. Danke, ich hab das nicht gewusst.