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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Samplingrate und Filterbandbreite


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von Heinz (Gast)


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Hi,

Ich möchte eine Pulslänge mit einem ADC messen.

Angenommen der ADC sampelt mit 100kSps, dann kann man damit ja nach dem 
Nyquist-Shannon-Theorem maximal ein 50kHz-Signal sampeln. Aber so wie 
ich das verstehe, bezieht sich das auf ein Kontinuierliches Signal.

Mit dem ADC kann ich ja feststellen, wenn z.B. ein Signal zwischen zwei 
Samples ansteigt, damit kann man die Pulsänge auf 1 Sample "genau" 
auflösen. Muss dann der Eingangsfilter für die maximale zeitliche 
Auflösung in diesem Beispiel auf 100kHz oder 50kHz ausgelegt sein?

von Possetitjel (Gast)


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Heinz schrieb:

> Aber so wie ich das verstehe, bezieht sich das auf
> ein Kontinuierliches Signal.

Nein.

Es bezieht sich auf den Verlauf eines zwar bandbegrenzten,
aber ansonsten völlig unbekannten Signals.

> Mit dem ADC kann ich ja feststellen, wenn z.B. ein Signal
> zwischen zwei Samples ansteigt, damit kann man die Pulsänge
> auf 1 Sample "genau" auflösen.

Nein.

Du kannst die zeitliche Lage eines bekannten Signales
wesentlich genauer als auf ein Sample genau bestimmen.

> Muss dann der Eingangsfilter für die maximale zeitliche
> Auflösung in diesem Beispiel auf 100kHz oder 50kHz
> ausgelegt sein?

Hmm. Interessante Frage. - Wie sieht denn das Signal aus,
dessen zeitliche Lage Du messen willst?

von Joe F. (easylife)


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Heinz schrieb:
> Mit dem ADC kann ich ja feststellen, wenn z.B. ein Signal zwischen zwei
> Samples ansteigt, damit kann man die Pulsänge auf 1 Sample "genau"
> auflösen.

Nur in der Theorie. In der Praxis ist dein Puls-Signal von Rauschen 
überlagert.

von Jakob (Gast)


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Deine Überlegung ist schon OK!

Du kannst mit der Samplerate als Zeittakt bestimmen,
wann dein ADC einen Wert > Schwelle und einen Wert < Schwelle
liefert. Daraus berechnest du die Pulsdauer. FERTIG.

Ob die Messung was taugt?
Wenn du ein störfreies Signal mit einer Anstiegsgeschwindigkeit
hast, die größer, als einige LSB pro Samplezyklus ist, wirst du
keine Probleme haben.
Ein normaler Digitaleingang hat auch kein Nyquist Filter davor.

Falls du den ADC eines AVR nimmst, ist die zeitliche Auflösung
aber nicht so überwältigend: 13 Takte von < 200 kHz dauern nun mal
> 65 µs.

Wenn die Pulsdauer (deutlich größer, als 65 µs!!) sich nicht groß
ändert, kannst du auch noch von der Software "Ausreißer" erkennen
lassen und das Ergebnis durch Mittelung deutlich verbessern.

WIE IMMER: Erkläre genauer,

- WAS    willst du

- WOMIT

- WIE    genau messen!

Dann kriegst du hier schnell viel hilfreiche Unterstützung!







 Signal
Na klar kannst du eine Pulslänge auf ein Sample-Im

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Heinz schrieb:

> Ich möchte eine Pulslänge mit einem ADC messen.

Warum? Du erscheinst mir wie ein Handwerker, dessen einziges Werkzeug 
ein Hammer ist. Und der dewegen jedes Problem für einen Nagel hält.

> Angenommen der ADC sampelt mit 100kSps, dann kann man damit ja nach dem
> Nyquist-Shannon-Theorem maximal ein 50kHz-Signal sampeln. Aber so wie
> ich das verstehe, bezieht sich das auf ein Kontinuierliches Signal.

"Kontinuierlich" ist die falsche Kategorie. Aber ja, Shannon impliziert 
eine Bandbreitenbegrenzung. Und ein Signal mit Sprüngen hat nun mal eine 
potentiell unenendlich große Bandbreite, kann also mit einer endlichen 
Abtastrate nicht exakt reproduziert werden.

> Mit dem ADC kann ich ja feststellen, wenn z.B. ein Signal zwischen zwei
> Samples ansteigt, damit kann man die Pulsänge auf 1 Sample "genau"
> auflösen.

Wenn du zum Zeitpunkt T ein L sampelst und zum Zeitpunkt T+dt ein H, 
dann weißt du daß irgendwann während der Zeitdauer dt dein Impuls eine 
steigende Flanke hatte. Da das gleiche für die fallende Flanke gilt, 
kann die wahre Pulslänge nachher um bis zu 2 dt von der gemessenen 
Pulslänge abweichen. Mit deinen 100kHz - entsprechend dt=10µs - kommst 
du da nicht weit.

> Muss dann der Eingangsfilter für die maximale zeitliche
> Auflösung in diesem Beispiel auf 100kHz oder 50kHz ausgelegt sein?

Das ist egal. Beide Filter ergeben die gleiche zeitliche Auflösung.

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