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lager:lok_netze:analog_digi_signale

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lager:lok_netze:analog_digi_signale [2012/10/02 12:38] – angelegt richardlager:lok_netze:analog_digi_signale [2025/11/19 16:15] (aktuell) – Externe Bearbeitung 127.0.0.1
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 +===== Arbeitsblatt =====
 +
 +Arbeitsblatt als PDF (inkl. Tabelle mit Größeneinheiten) **{{ :lager:lok_netze:l03-signale_einfuehrung_arbeitsblatt_17-01-30.pdf |DOWNLOAD}}**
 +
 +{{:lager:lok_netze:bilder:signale_formelsammlung.png|Formelsammlung für Signale}}
 +
 ===== Signal ===== ===== Signal =====
 **Definition:** Ein Signal ist die physikalische Darstellung von Nachrichten oder Daten. ((nach Deutschen Institut für Normung DIN)) **Definition:** Ein Signal ist die physikalische Darstellung von Nachrichten oder Daten. ((nach Deutschen Institut für Normung DIN))
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 ==== Beispiel einer Sinus-Schwingung ==== ==== Beispiel einer Sinus-Schwingung ====
-{{:lager:lf7:bilder:sinus_signal.jpg?500 |Sinus Schwingung}}+{{{{ :lager:lok_netze:bilder:analog_sinus.png?500 |Sinus Schwingung}}
 Das gezeigte Bild ist ein „sinusförmiger Spannungsverlauf“, dh die Spannung verläuft über die Zeit gemäß den Sinuswerten beim durchlaufen eines Kreises. Die maximale Spannung (positiv bzw. negativ) wird auch **Amplitude A** genannt. Die „Geschwindigkeit“ mit der einmal alle Sinuswerte durchlaufen werden, nennt man **Frequenz f**. Die **Periodendauer T** gibt an, wie viel Zeit für einen vollständigen Umlauf des Kreises benötigt wird. Je schneller der Kreis umlaufen wird, umso höher ist die **Frequenz f** und umso kürzer die Zeit T. Das gezeigte Bild ist ein „sinusförmiger Spannungsverlauf“, dh die Spannung verläuft über die Zeit gemäß den Sinuswerten beim durchlaufen eines Kreises. Die maximale Spannung (positiv bzw. negativ) wird auch **Amplitude A** genannt. Die „Geschwindigkeit“ mit der einmal alle Sinuswerte durchlaufen werden, nennt man **Frequenz f**. Die **Periodendauer T** gibt an, wie viel Zeit für einen vollständigen Umlauf des Kreises benötigt wird. Je schneller der Kreis umlaufen wird, umso höher ist die **Frequenz f** und umso kürzer die Zeit T.
  
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 Beispiel 1: Beispiel 1:
  
-{{ :lager:lf7:bilder:analog_signal01.jpg?300 |Signal 1 }}+{{ :lager:lok_netze:bilder:analog_signal01.jpg?300 |Signal 1 }}
  
 ^ Größe ^ Zahlenwert ^ ^ Größe ^ Zahlenwert ^
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 Beispiel 2: Beispiel 2:
  
-{{ :lager:lf7:bilder:analog_signal02.jpg?300 |Signal 2 }}+{{ :lager:lok_netze:bilder:analog_signal02.jpg?300 |Signal 2 }}
 ^ Größe ^ Zahlenwert ^ ^ Größe ^ Zahlenwert ^
 |T = | | |T = | |
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 Das folgende Bild stellt ein solches Gemisch dar, welches man beispielsweise an einem Lautsprecher als Spannungsverlauf aufzeichnen könnte. Das folgende Bild stellt ein solches Gemisch dar, welches man beispielsweise an einem Lautsprecher als Spannungsverlauf aufzeichnen könnte.
  
-{{ :lager:lf7:bilder:lautsprecher.jpg?300 | Lautsprechersignal }}+{{ :lager:lok_netze:bilder:lautsprecher.jpg?300 | Lautsprechersignal }}
  
 ===== Defnition: Digitales Signal ===== ===== Defnition: Digitales Signal =====
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 Beispiel: Beispiel:
-{{ :lager:lf7:bilder:dig_signal_kenngroessen.jpg?500 | Digitales Signal mit Kenngrößen}}+{{ :lager:lok_netze:bilder:dig_signal_kenngroessen.png?500 | Digitales Signal mit Kenngrößen}}
  
 Das digitales Signal kann nach der **Schrittdauer T<sub>S</sub>** seinen **Kennzustand** ändern. Die Zeitspanne, während der das Signal sich nicht ändert, ist der **Kennabschnitt K<sub>A</sub>**. In diesem Beispiel sind genau zwei Kennzustände zulässig. Ein solches Signal nennt man **binär((binär: zweiwertig))**. Die möglichen Informationen 0 und 1 haben die Einheit Bit (**bi**nary digi**t**). Das digitales Signal kann nach der **Schrittdauer T<sub>S</sub>** seinen **Kennzustand** ändern. Die Zeitspanne, während der das Signal sich nicht ändert, ist der **Kennabschnitt K<sub>A</sub>**. In diesem Beispiel sind genau zwei Kennzustände zulässig. Ein solches Signal nennt man **binär((binär: zweiwertig))**. Die möglichen Informationen 0 und 1 haben die Einheit Bit (**bi**nary digi**t**).
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 ==== Übung 2: Digitale Signale (Kennzustände, Schrittrate) ==== ==== Übung 2: Digitale Signale (Kennzustände, Schrittrate) ====
-{{:lager:lf7:bilder:digital_signal_01.jpg?200 | Signal A}}+{{:lager:lok_netze:bilder:digital_signal_01.jpg?200 | Signal A}}
  
-{{ :lager:lf7:bilder:digital_signal_02.jpg?200 | Signal B }}+{{ :lager:lok_netze:bilder:digital_signal_02.jpg?200 | Signal B }}
  
  
Zeile 113: Zeile 119:
 Die Bitfolge 011010010111 soll binär, quaternär und oktonär codiert werden. Die Bitfolge 011010010111 soll binär, quaternär und oktonär codiert werden.
  
-{{:lager:lf7:bilder:informationsgehalt.jpg?200 | Raster Informationsgehalt}}+{{:lager:lok_netze:bilder:informationsgehalt.jpg?200 | Raster Informationsgehalt}}
  
 b) Worin unterscheiden sich die drei Signale? b) Worin unterscheiden sich die drei Signale?
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 ==== Übung 4: Zusammenfassung digitale Signale (Kennzustände, Informationsgehalt, Schrittrate, Übertragungsrate) ==== ==== Übung 4: Zusammenfassung digitale Signale (Kennzustände, Informationsgehalt, Schrittrate, Übertragungsrate) ====
  
-a) Die maximale Schrittrate der betrachten Signale beträgt 2,4 kBaud. +a) Die maximale Schrittrate der betrachten Signale beträgt 1,2 kBaud. 
-Welche Übertragungsraten liegen vor, wenn 2, 4, 8 oder 1024 Kennzustände verwendet werden?+Welche Übertragungsraten liegen vor, wenn 4, 16, 64 oder 512 Kennzustände verwendet werden? 
 + 
 +^Kennzustände ^Informationsgehalt ^Übertragungsrate ^ 
 +|4 | | | 
 +|16 | | | 
 +|64 | | | 
 +|512 | | | 
 + 
 +b) Wie ändert sich die Schrittrate bei konstanter Übertragungsrate, wenn die Anzahl der Kennzustände erhöht wird? 
 + 
 +c) Wie viele Bit werden pro Schritt benötigt, wenn bei einer Schrittrate von 2kBd in 4 Sekunden 40.000 Bit übertragen werden sollen? 
 + 
 +d) Es sollen 240.000 Bit bei oktonärer Codierung übertragen werden. Wie lange dauert dies bei einer Schrittdauer von 0,001s? Und wie groß ist die Übertragungsrate? 
 + 
 +e) Ein Bild hat die Auflösung von 1920x1080 Bildpunkten bei einer Farbtiefe von 32 Bit pro Bildpunkt. Das Bild soll über eine Datenleitung mit einer Übertragungsrate von 16000 Bit/s übertragen werden. Wie lange wird die Übertragung dauern? 
 + 
 +f) Wie viele bit pro Schritt werden benötigt, wenn bei einer Schrittrate von 10kBd in 3 Sekunden die Datenmenge von 120.000bit übertragen werden sollen?  
 +Wie viele Kennzustände werden dabei eingesetzt?
  
-^Kennzustände ^Schrittrate ^ +**LÖSUNGEN Aufgabe 4 (unsortiert)**: 
-|2 | | +Die Lösungen sind für jede Teilaufgabe und ggf. Unteraufgabe gemischt aufgeführt. Z.B. a) 8 Teilaufgaben -> 8 Lösungen
-|4 | | +
-|8 | | +
-|1024 | |+
  
-b) Wie ändert sich die Schrittrate, wenn die Anzahl der Kennzustände erhöht wird?+  * Sie wird kleiner 
 +  * 4 bit/Schritt 
 +  * 2 bit/Schritt  
 +  * 4147,2s (69,12min 1h9min) 
 +  * 4,8kbit/s 
 +  * 2,4kbit/s 
 +  * 3 kbit/s 
 +  * 9 bit/Schritt  
 +  * 6 bit/Schritt  
 +  * 7,2kbit/s 
 +  * 4 bit/Schritt 
 +  * 5 bit/Schritt 
 +  * 10,8kbit/s 
 +  * 80s  
 +  * 16 Kennzustände
  
-c) Wie viele Bit werden pro Schritt benötigt, wenn bei einer Schrittrate von 1kBd in 2 Sekunden 4000 Bit übertragen werden sollen? 
  
-d) Es sollen 80.000 Bit bei oktonärer Codierung übertragen werden. Wie lange dauert dies bei einer Schrittdauer von 0,001s? Und wie groß ist die Übertragungsrate? 
  
lager/lok_netze/analog_digi_signale.1349181523.txt.gz · Zuletzt geändert: (Externe Bearbeitung)
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