Mich beschäftigt folgendes Thema: Mit RLC lassen sich Filter realisieren, die analog, also dem Eingang folgend präzise arbeiten. Nimmt man einen OP hinzu entstehen kleine Verzögerungen in der Anstiegszeit, es bleit aber bei einem analogen Verhalten. Wird das Ganze aber virtuell gebaut, also mit diskreten Bauteinen wie CPLDs, entstehen 2 Dinge: 1. Eine Verzögerung durch AD-Wandlung und 2. eine Diskretisierung. Frage: Bis zu welcer Frequenz kann man bei einem digitalen System überhaupt noch davon sprechen, daß es so funktionert, wie ein Analoges? Bei Audio scheint es ja prächtig zu funktionieren, aber bis wohin sind die Grenzen? Mit welchen Kenngrößen liessen sich die beziffern? "Verzerrung" fällt mir da ein, aber wie fließt eine AD-Wandung in die Verzerrung ein?
Analog OPA schrieb: > Frage: Bis zu welcer Frequenz kann man bei einem digitalen System > überhaupt noch davon sprechen, daß es so funktionert, wie ein Analoges? Das hängt wohl davon ab, welche Latenz Du bei der A/D-Wandlung noch als "in Ordnung" betrachtest. Im Endeffekt hängt es also von den Systemanforderungen ab.
Analog OPA schrieb: > Mit RLC lassen sich Filter realisieren, die analog, also dem Eingang > folgend präzise arbeiten. Nimmt man einen OP hinzu entstehen kleine > Verzögerungen in der Anstiegszeit, es bleit aber bei einem analogen > Verhalten. Analoge Schaltungen rauschen auch. Dazu braucht es nicht einmal einen Opamp, sondern jeder reelle Widerstand rauscht proportional zu seiner Temperatur. Manche Filter kann man überhaupt nur digital realisieren, da mit analogen Bauteilen die Forderungen an Toleranz, Stabilität und parasitäre Schaltungselemente nicht zu erfüllen sind. Andererseits kann man leicht analoge Filter bis zu den höchsten Frequenzen bauen. Jede Linse in einem Fotoapparat -oder sogar die im eigenen Auge- ist ein Beispiel dafür.
:
Bearbeitet durch User
Analog OPA schrieb: > Mich beschäftigt folgendes Thema:... Also zum einen: mit analogen Schaltungen bleibt man eben im Analogen. Da gibt es estmal ein Kontinuum, also der Verlauf des Signals bleibt kontinuierlich. Nun, und ein OpV ergibt keinerlei "kleine Verzögerungen" - jedenfalls solange der OpV nicht überfordert wird, sei es durch Übersteuerung, sei es durch Signalfrequenzen, die er nicht abkann. Im Digitalen sieht das ganz anders aus. Die Verzögerung durch den ADC kann man generell vernachlässigen, denn sie ist regelmäßig genau 1 Sampleperiode groß. Was im Digitalen weitaus mehr ins Gewicht fällt, ist die Verzögerung durch den Filter-Algorithmus selbst. Dieser wiederum hängt vom Filteraufbau (FIR oder IIR) ab und davon, wie die Filterkoeffizienten des Filters aussehen. Und die Frage, "Bis zu welcer Frequenz kann man bei einem digitalen System überhaupt noch davon sprechen, daß es so funktionert, wie ein Analoges?" kann man ganz generell so beantworten: Bis zu GARKEINER Frequenz. Digitale Signalpfade sind anders als analoge, weil sowohl die Amplitude als auch der zeitliche Verlauf eben NICHT in kontinuierlicher Form vorliegt, sondern man hat Samples, also zeitliche Stützstellen mit diskreten, also stufigen Werten. Das ist alles eben grundsätzlich anders als analog. W.S.
Moin, Analog OPA schrieb: > Bei Audio scheint es ja prächtig zu funktionieren, aber bis wohin sind > die Grenzen? Mit welchen Kenngrößen liessen sich die beziffern? Das funktioniert bis irgenwo unterhalb der halben Abtastfrequenz. Wie nah an die halbe Abtastfrequenz du kommst, haengt von der Qualitaet deiner analogen Anti-Aliasing Filter ab oder von den Gimmicks, mit denen du die umschiffen koenntest. > "Verzerrung" fällt mir da ein, aber wie fließt eine AD-Wandung in die > Verzerrung ein? Garnicht. Zumindest, wenn der Wandler selbst linear ist. Durch die zeitliche Diskretisierung gibts Aliasspektren oberhalb der halben Abtastfrequenz; die Quantisierung auf diskte Werte laesst sich durch Addition von weissem Rauschen modellieren. Genauso fuegen auch digitale Filter dem Signal Rauschen hinzu. Analoge wie auch digitale Filter verzoegern ein Signal natuerlich. Das drueckt die Gruppenlaufzeit aus. Das Schoene an digitalen Filtern ist, dass man viele Dreckeffekte besser im Griff hat. z.B. das Rauschen laesst sich durch hoehere Wortbreite bei den Berechnungen beliebig verkleinern. Analog geht das nicht. N gleich aufgebaute Analogfilter sind lange nicht so identisch, wie N gleich aufgebaute Digitalfilter. usw. Gruss WK
Man könnte die Verzerrung schon über die Latenz erstrecken. Der Fehler, der dabei eintritt, hängt von der lokalen Signaländerung ab und die ist dy/dx * Totzeit. Das müsste dann so in die Verzerrungbetrachtung mit hinein, sofern man Signale streng auf den Eingang bezieht. Der "Trick" - wenn man so sagen will, ist aber, genau das nicht zu tun. Wenn Du Audio abspielst, ist es im Normallfall vollkommen Wurscht, wieviel Totzeit beim AD-DA-Wandeln auftritt. Nur wenn man z.B. im Tonstudio analoge und digitale Pfade mischen will, muss man die berücksichtigen, was aber auch in der Weise passiert, dass sie irrelevant werden. Totzeiten bei Wandlern sind in der Digitaltechnik daher meist nur dann von Interesse, wenn es um Regelungen geht, und die Wirkung eines DA-Ausgangs irgendwie über das System auf den Eingang rückwirkt. Das wäre z.B. der Fall, wenn man eine analoge Filterbank mit verschiedenen Verkettungen irgendwo auftrennt und einen Digitalpfad reinhängt. Macht aber keiner :-) W.S. schrieb: > Die Verzögerung durch den ADC > kann man generell vernachlässigen, denn sie ist regelmäßig genau 1 > Sampleperiode groß. Nunn ja, nicht unbedingt und auch dann wirkt das in Regelungen bandbegrenzend.
>> Nimmt man einen OP hinzu entstehen kleine
Verzögerungen in der Anstiegszeit...
Genau, Tiefpass-Filter verzögern immer die Anstiegszeit - sonst wäre es
kein TP! Im digitalen ist das genauso. Hier kommt halt noch die Zeit
zwischen den Abtastungen hinzu, die ist aber viel kleiner als die
TP-Verzögerung => Nyquist.
Alexxx schrieb: > Genau, Tiefpass-Filter verzögern immer die Anstiegszeit Meines Wissens gibt es in der Analogtechnik eine Verzögerung.
Mark schrieb: > Meines Wissens gibt es in der Analogtechnik eine Verzögerung. Ich meine eigentlich "KEINE" Verzögerung. Deshalb heißt es ja analog".
Analog OPA schrieb: > Mich beschäftigt folgendes Thema: > > Mit RLC lassen sich Filter realisieren, die analog, Mark schrieb: > Ich meine eigentlich "KEINE" Verzögerung. Deshalb heißt es ja analog". Was willst du unter einer "Verzögerung" verstehen? Wenn du irgend etwas filterst, dann veränderst du zeitlich gesehen die Form des Spannungsverlaufes. Das ist IMMER so, egal ob du mir RLC und OpV oder mit digitalem Algorithmus filterst. Und auch rein analoge Filter benötigen immer eine Einschwingzeit bis zum stationären Zustand. Ebenso eine Ausschwingzeit wie ein IIR-Filter. Deshalb hören wir bei sehr schmalbandigen Filtern in Empfängern ein "Klingeln". Und eben deshalb unterscheidet sich ein FIR Filter gar sehr von allen analogen Filtern, denn es klingelt nicht wegen der endlichen Impulsantwort, die ihm den Namen gab. W.S.
Moin, Mark schrieb: > Mark schrieb: >> Meines Wissens gibt es in der Analogtechnik eine Verzögerung. > > Ich meine eigentlich "KEINE" Verzögerung. Deshalb heißt es ja analog". Da solltest du dein Wissen erweitern. Natuerlich gibts Verzoegerung auch bei reiner Analogtechnik. Nachdem ein Signal ja nicht rauskommen kann, bevor's rein ist (Kausalitaet) kanns ja nur spaeter rauskommen. Also mit Verzoegerung. "gleichzeitig" wirste kaum schaffen, weil ja jedes µm Leitungslaenge schon Verzoegerung macht. Schon in jeder guten, 100%anlogen, alten, roehrenbestueckten Farbglotze war z.b. eine (iirc 0.9µsec )Y-Verzoegerungsleitung eingebaut, die die Verzoegerung der Farbdifferenzsignale durch die Bandfilter des Farbartverstaerkers kompensieren musste, damit dann eben Farbdifferenz und Luminanzsignal an der Bildroehre gleichzeitig ankamen. Und bei jedem gscheiten TV-Modulator war eine Gruppenlaufzeitvorverzerrung eingebaut, die die unterschiedlichen Verzoegerungen im ZF-Verstaerker der TV-Empfaenger kompensieren sollte. Sogar schon vor Einfuehrung von Farbuebertragungen... Gruss WK
Mark schrieb: > Alexxx schrieb: >> Genau, Tiefpass-Filter verzögern immer die Anstiegszeit > Meines Wissens gibt es in der Analogtechnik eine Verzögerung. Das ist hier wohl auch ein sprachliches Problem: Zeiten können nicht "verzögert" werden, sondern nur "vergrößert" und das ist der Fall. Ein TPF verzögert gfs. das Erreichen eines bestimmten Schwellenpunktes, z.B. für das Umschaltung eines Komparators ... ... und das nicht nur wegen der Wellenausbreitung und Leitungslängen :-) W.S. schrieb: > Und auch rein analoge Filter > benötigen immer eine Einschwingzeit bis zum stationären Zustand. Das ist aber die gewollte Eigenschaft des Filters, nämlich zu dämpfen. Würde ich nicht als Verzögerung werten. In dem Moment, wo sich das Eingangssignal ändert, ändert sich sofort auch das Ausgangssignal. Nur eben nicht mit demselben steilen Anstieg. Das ist bei Digitalfiltern anders. > Deshalb hören wir bei sehr > schmalbandigen Filtern in Empfängern ein "Klingeln". > Und eben deshalb > unterscheidet sich ein FIR Filter gar sehr von allen analogen Filtern, Auch bei FIR-Filtern gibt es ein Klingeln! Und man muss auch hier aufpassen mit den Begriffen: Digitale Filter gibt es bekanntlich als IIR und FIR und beide gibt es mit (ungewollten, aber akzeptierten) Schwingungen sowie auch ohne.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.