AnalogDigital

=Analog-Digital und Digital-Analog Wandlung=

Analoges Signal
Analoge Signale bestehen aus sich kontinuierlich ändernden Spannungswerten, d.h. es existiert zu jeder Zeit ein zu messender Spannungswert und es gibt im Signalverlauf keine Unterbrechungen. Der gemessene Spannungswert kann beliebige Werte annehmen. Signale mit solchen Eigenschaften entsprechen der natürlichen menschlichen Wahrnehmung von Schall (Hören) und Licht (Sehen).

Digitales Signal
Bei einem digitalen Signal handelt es sich um einen begrenzten Vorrat von Zahlenwerten, welche in jeweils identischen Zeitabständen aus einem analogen Signal ermittelt werden. Beispiel: Ein Pixel auf dem Bildschirm wird dargestellt durch die Helligkeiten der Farben rot, grün und blau (RGB). Die Abstufungen der Helligkeiten ergeben sich aus den für jede Farbe zur Verfügung stehenden Bits (meistens 8Bit, d.h 256 Helligkeitswerte für jede Farbe).
 * Die Anzahl der Bits für die Darstellung eines Werts ergibt die Anzahl der verfügbaren Abstufungen zur Abbildung eines analogen Werts (x=2 n ).
 * Der zeitliche Abstand der Messungen (Abtastungen) wird ausgedrückt als Frequenz bzw. Samplerate, z.B. beim Audiosignal der Audio-CD als 44,1kHz. Bei Videos ist das die Bildwiederholfrequenz, z.B. 50 Bilder/s = 50 Hz.
 * @http://de.wikipedia.org/wiki/Digitalsignal
 * @http://de.wikipedia.org/wiki/Digitale_Signalverarbeitung

Konsequenz
Bei der Wandlung vom Analogen ins Digitale gibt es immer Verluste, welche u.U. nie wieder hergestellt werden können! Daher muss man bei einer Analog-Digital-Wandlung sehr vorsichtig vorgehen (gut aussteuern), möglichst viele Werte erfassen (hohe Abtastrate) und diese dann auch noch möglichst genau (viele Quantisierungsstufen)! Der Mensch selbst hat keine digitale Schnittstelle und es kann uns daher im Prinzip auch völlig egal sein, ob z.B. ein Fernseher digital oder analog arbeitet! Letztendlich versucht jedes digital arbeitende Gerät, das ursprüngliche analoge Signal für den Nutzer wieder bestmöglich herzustellen bzw. zu simulieren.

Ist Analog besser als Digital oder umgekehrt?
Einige Zeitgenossen habe sich darüber ausführliche Gedanken gemacht! Ergänzend im Unterricht zur Verfügung gestellt: > Kapitel zur Analog-/Digitalwandlung >>
 * @http://www.zanjero.de/digitaler-kosmos/analog-digital/
 * @http://www.jenswelt.de/analogdigital.htm
 * Informationstechnik (Kemal Erdem, Heinrich Hübscher, Klaus-Peter Scharke), Westermann
 * @http://www.amazon.de/Informationstechnik-Kemal-Erdem/dp/3142312307

Aufgabe 1: Einstieg ins Thema / Finden Sie die Antworten!
// Hinweis: Halten Sie sich mit der Recherche und dem Finden der richtigen Antworten nicht zu lange auf (jeweils <5 Min. bitte!). // > (siehe z.B. @http://www.youtube.com/watch?v=ZZFVsKobznU (Digitalisierung))
 * 1) Welche der folgenden "Signale" sind wert- und/oder zeitdiskret, welche sind wert- und/oder zeitkontinuierlich?
 * Anzeige einer Verkehrsampel
 * Stromstärke
 * monatliche Ausbildungsvergütung
 * elektrische Spannung
 * Mikrowelle (Signal "Essen fertig")
 * Wachsen eines Baums
 * Benotung einer Klausur
 * Rauchzeichen
 * Morsealphabet
 * Sonnenaufgang
 * Film (25fps)
 * 1) Welche Betriebsmittel arbeiten mit (z.B. erzeugen, transportieren, ...) einem Analog- bzw. Digitalsignal?
 * Mikrofon
 * Prozessor
 * Tonabnehmer einer Gitarre
 * Maus (Computer)
 * Objektiv
 * Lichtschranke
 * Lautsprecher
 * Koaxialkabel
 * VGA-Schnittstelle
 * 1) Was unterscheidet ein digitales von einem analogen Signal? Verwenden Sie zur Beantwortung dieser Frage auch die entsprechende Fachsprache (Zeit? Wert? Diskret? Kontinuierlich?). Erläutern Sie ggf. kurz die verwendeten Begriffe! Verwenden Sie als Beispiel zur Erläuterung auch z.B. den Unterschied zwischen Ganzen Zahlen und Reellen Zahlen.
 * Klären Sie, was zeit- und wertkontinuierlich bedeutet!
 * Klären Sie, was zeit- und wertdiskret bedeutet!
 * 1) Wie viel Bit werden benötigt für ...
 * die Digitalisierung der s/w Information einer Bitmap (ohne Graustufen)?
 * die Digitalisierung der s/w Information einer Bitmap (mit 256 Graustufen)?
 * die Digitalisierung eines Pixels einer farbigen Bitmap RGB (256 Helligkeits-Abstufungen bei jeder Farbe, kein Alpha-Kanal)
 * 1) Was macht eine Soundkarte (AD-Wandler) bei der Tonaufnahme?
 * 2) Was macht ein CCD bei der Bildaufnahme?

Aufgabe 2: Qualität der Ton- bzw. Bildaufnahme
Was muss ich tun bei der "digitalen" Tonaufnahme bzw. Bildaufnahme, um ein möglichst gutes Ergebnis zu erzielen?
 * Überlegen Sie sich, worauf Sie in Zukunft bei der Nutzung von Geräten mit A/D-Wandlung mehr achten werden!
 * Verfassen Sie eine kleine Handlungsanweisung für eine Hilfskraft, welche Sie heute bei einer Aufnahme unterstützen soll!

Aufgabe 3: Stärken und Schwächen digitaler und analoger Aufzeichnungen
Erstellen Sie eine Tabelle Pro & Contra zum Thema Analog vs. Digital!

Aufgabe 4: Arbeitsblatt Digitalisierung
Spielen Sie Analog-/Digitalwandler! Drucken Sie sich das nachfolgende Übungsblatt aus und versuchen Sie ihr Glück! // Hinweis: Sie können sich auch gerne erst einmal Aufgabe 5 ansehen, um abgebildete Fehler nicht zu machen. //
 * Übungsblatt Digitalisierung

Lösungsbeispiel (Grafik speichern und vergrößert anzeigen!):

Aufgabe 5: Digitalisierung / Falsch oder richtig?
Beurteilen Sie die abgebildeten Lösungsbeispiele zum obigen Übungsblatt! Korrekt oder fehlerhaft? Worin besteht ggf. der Fehler?
 * [[image:DigitalisierungFehler1.png width="328" height="356"]] || [[image:DigitalisierungFehler2.png width="325" height="343"]] ||  ||
 * [[image:DigitalisierungFehler3.png width="324" height="357"]] ||  ||   ||

Aufgabe 6: Digitales Fernsehen
Erläutern Sie, was man unter "digitalem Fernsehen" versteht! Was bedeutet in obigem Artikel z.B. "Neue Fernsehgeräte können die digitalen Signale (DVB) direkt verarbeiten"? An welchen Stellen im Workflow (ggf. kleines Diagramm erstellen) sind Wandlungen von analog nach digital bzw. umgekehrt notwendig?
 * @http://de.wikipedia.org/wiki/Digitales_Fernsehen

Aufgabe 7: Zeitliches Aliasing
Die folgende im Unterricht am interaktiven Whiteboard mal eben schnell entstandene Skizze beschreibt einen Effekt der als //zeitliches Aliasing// bezeichnet wird.
 * Erläutern Sie den Effekt!
 * Wo haben Sie den Effekt bereits gesehen?
 * Beschreiben Sie, wie der Effekt entsteht!
 * Was müsste man tun, damit er nicht mehr auftritt?

Aufgabe 8: Moiré Effekt
Digitale Bilder bestehen aus Zeilen und Spalten mit Bildpunkten (Pixel). Bei Bildaufnahmen gibt es immer wieder Probleme mit feinen Strukturen, welche auf der Aufnahme nicht korrekt wiedergegeben werden. Erläutern Sie dieses anhand von konkreten Beispielen wie der Moiré-Effekt entsteht! siehe z.B.
 * @https://de.wikipedia.org/wiki/Moir%C3%A9-Effekt
 * @http://www.digitalkamera.de/Fototipp/Was_ist_eigentlich_Moir/2164.aspx

Weitere Themen

 * 1) Generelle Funktionsweise der Wandlung (Digitalisierung analoger Signale): Abtastung, Quantisierung, Codierung ([|Binärcode], LSB, MSB).
 * 2) Wie speichert man einen Ton? Schwingungen (Umrechnung f vs. Schwingungsdauer für z.B. 1ms), Grundfrequenzen und Obertöne, Darstellung des Signals, Frequenzanalyse (Spektrum), adconversion.exe, Multisine 1.74)
 * 3) [|Abtast-Theorem von Shannon]: Wirkung von Filtern, Wie mache ich aus einem Dreieck einen Sinus? => Tiefpassfilter direkt über Grundton, Aliasing bei falscher Wahl der Abtastfrequenz. Was passiert, wenn die Abtastfrequenz zu tief gewählt wird? Welche Ergebnisse erhält man ohne TP vor der Wandlung (Bsp. Wald Hundepfeife, Rascheln von Blättern, Fledermaus Ultraschall)?
 * 4) Wie speichert man ein Bild? Falsch gewählter TP?
 * 5) Aliasing, Probleme mit Aliasing beim Bild => [|Moiree Effekt]. []
 * @http://de.wikipedia.org/wiki/Alias-Effekt
 * 1) Clipping (analog vs. digital), 2 Arten von Peakmetern
 * 2) analoges Signal darf 0 kurzzeitig überschreiten, Folge: leichte Verzerrungendigitales Signal benötigt 'headroom' bei Audio bzw. 'Superweiss' bei Video, Überschreiten der 0 führt zum Verlust des Signalverlaufes, Folge: z.B. heftiges Knacken bzw. Krachen bei Audio
 * 3) Anzahl der Stufen abhängig von der Anzahl der Bits, Konsequenzen: Quantisierungsfehler, Rauschspannungsabstand (Quantisierungstiefe entscheidend für Rauschanteil, welcher dem digitalen Signal "beigemischt" wird, [|SNR=Signal noise ratio], SNR=(ux6+K)dB Kaudio=2 Kvideo=11), 6dB Verbesserung pro zusätzlichem Bit, dB-Rechnung
 * 4) Was kann es bedeuten, wenn ein Gerät nur mit der Angabe DAC gekennzeichnet ist und eine Angabe von ADC fehlt?

Verständnisfragen
> a) Was wird digitalisiert (Original)? > b) Was entsteht (Ergebnis)? > Was ist besser? Gibt es bei der Betrachtung einen eindeutigen "Gewinner"? Wie begründen Sie Ihre Meinung? > a) An welcher Schnittstelle? > b) Welche Qualität hat Ihr digitales Signal? > c) Geben Sie die zugehörigen technischen Werte mit den korrekten Einheiten an! > a) unbegrenzt b) möglichst nur ein Mal > c) 3-4 mal ist meist unkritisch und es werden noch keine sichtbaren Fehler angezeigt. > a) Was soll denn "digitales Rauschen" überhaupt sein? Was "rauscht" denn da? > b) Wie entsteht der Fehler? Wie groß ist er? > c) Wie viel kleiner wird der Fehler mit jedem weiteren Bit? > a) Setzt man eine Interpolation beim AD oder beim DA-Wandler ein? > b) Was möchte man damit erreichen? > c) Welche Voraussetzungen müssen gegeben sein, damit eine Interpolation Sinn macht? > a) Was bedeutet Codierung?b) Wie kann man ein Bild digital codieren, d.h. welche Informationen muss ich speichern, damit es anschließend wieder aus diesen Informationen hergestellt werden kann? > c) Welche Werte wählt man für die Farbcodes eines zu speichernden Bildes? > a) Was ist ein SNR bzw. Rauschspannungsabstand? > b) Wie berechnet man die maximal mögliche Dynamik des von einem ADC gewandelten Materials?c) Wie viele Bits werden pro Abtastung benötigt, um eine Dynamik von mehr als 60dB abbilden zu können? Wofür benötigt man eine solche Dynamik? > d) (Weitere Fragen zur dB-Rechnung) > a) Wie funktioniert das? > b) Werden digitale Informationen also letztendlich auch nur analog übertragen? Audio:
 * Wie beschreibt man in Definitionen die Unendlichkeit der Werte des analogen Signals?
 * Was bedeutet ADC bzw DAC?
 * Wie heissen die 3 aufeinander folgenden Digitalisierungsschritte?
 * Kann man "digital" aufnehmen? Mikrofon? Tonabnehmer? Objektiv?
 * Was bezeichnet man als Analog-/Digitalwandlung?
 * Wo wird das Signal von analog in digital gewandelt? (AD-Wandler in Mischpult bzw. Soundkarte, CCD)
 * Was versteht man unter Digitalisierung?
 * In welchen Schritten erfolgt die Digitalisierung analoger Signale?
 * Was besagen das Abtast-Theorem von Shannon und die sogenannte Nyquist Frequenz?
 * Das Signal für Digitaltelefonie wird mit 8kHz abgetastet. Was folgt daraus für den übertragbaren Frequenzgang?
 * Woran erkennt man eine "Unterabtastung" in einem Bild?
 * Welche Vor- bzw. Nachteile hat ein digitales Signal gegenüber dem originalen analogen Signal?
 * Erstellen Sie eine Tabelle zum Pro und Contra analoger und digitaler Signale, Daten und Medien!
 * (Maximaler) Erwartungshorizont z.B. wie folgt: ProContraAnalogDigital.pdf
 * Wo findet in Ihrem System eine AD-Wandlung statt?
 * Wie oft darf man in einem Arbeitsablauf das Signal wandeln (AD/DA)? Treffen Sie eine Auswahl:
 * Was sind Quantisierungsstufen? Wieviele Stufen gibt es? Wovon ist das abhängig?
 * Digitalisierungfehler/Quantisierungsrauschen:
 * Wie viel Bits benötigt man für die Darstellung der Farbtöne schwarz und weiß?
 * Wie viel Bits werden für eine "gute" Qualität benötigt? Welche Unterschiede gibt es in Bezug auf die Anzahl der Bits zwischen Audio und Video?
 * Wie fein muss das Raster sein mit dem man ein Bild "auflöst", damit es nach der Rückwandlung als "gut" bezeichnet werden kann? Wovon hängt das ab?
 * Kann man den Originalklang wiederherstellen? Will man das?
 * Was bedeutet Interpolation bzw. Interpolationsverfahren?
 * Codierung
 * Dynamik
 * Übertragung über ein "digitales" Kabel?
 * Was ist Aliasing? Wie äußert sich Aliasing beim Bild, d.h. kann man es sehen? Wie sieht das aus? Nennen Sie ein Beispiel!
 * Was bedeutet SNR? Wie äußert sich dieses im Bild?
 * Wodurch unterscheidet sich die Qualität von DACs bei gleicher Anzahl von Bits?
 * Nennen Sie drei gängige Werte für Abtastraten beim Videodreh!
 * Wie äußert sich der Digitalisierungfehler in Audio-Material?
 * Was passiert bei Wahl einer zu tiefen Abtastfrequenz bei Audiomaterial?
 * Kann man "digitale Töne" hören? Gibt es das überhaupt?
 * Wie viele Samples benötigt man, um den Bereich des menschlichen Hörens in hoher Qualität digital erfassen zu können?
 * Wie viel Samples benötigt man bei einer Samplerate von 44100Hz, damit wirklich alle Frequenzen aus dem Bereich des menschlichen Hörens im Signal erkennbar sind? Rechnen Sie vor!
 * Woher kommen die Klangunterschiede zwischen verschiedenen DA-Wandlern?
 * Woher kommen Verzerrungen im „analogen“ Audio?
 * Woher kommen Verzerrungen im „digitalen“ Audio?
 * Was ist besser: CD oder Schallplatte? Begründen Sie Ihre Meinung! Sammeln Sie Argumente für Pro und Contra.
 * Was passiert, wenn man „zu leise“ aufnimmt?
 * Kann man das Material in der Nachbearbeitung problemlos „verstärken/lauter machen/hochziehen“?
 * Was passiert in diesem Fall?
 * Welche Qualität hat das auf diese Art erzeugte Audio-Material?
 * Was ist Aliasing?
 * @http://de.wikipedia.org/wiki/Alias-Effekt
 * Wie äußert sich Aliasing beim Ton, d.h. kann man es hören? Wie klingt es? Nennen Sie ein Beispiel!
 * Wie äußert sich Aliasing beim Bild, d.h. kann man es sehen? Wie sieht es aus? Nennen Sie ein Beispiel!
 * Was bedeutet SNR?
 * Wie äußert sich das SNR im Ton?
 * Wie äußert sich das SNR im Bild?
 * Nennen Sie drei gängige Werte für Abtastraten bei der Tonaufnahme!
 * Es liegen Ihnen eine Langspielplatte und eine CD Ihrer Lieblingsband vor. Sie möchten MP3-Dateien bester Qualität für Ihren Player erzeugen. Wie gehen Sie vor?
 * Tipp: Vielleicht ist die Digitalisierung auf CD deutlich schlechter, als sie sie selbst vornehmen könnten?
 * Wie kann man das erkennen?
 * Wie gehen Sie vor, um die Dateien ggf. selbst zu erzeugen?

Quellen
@http://bet.de/lexikon/begriffe/analogdigitalwandlung.htm @http://www.jenswelt.de/analogdigital.htm http://www.amazon.de/Informationstechnik-Kemal-Erdem/dp/3142312307 - Kapitel Digitalisierung @http://de.wikipedia.org/wiki/Digital-Analog-Umsetzer @http://www.maximintegrated.com/app-notes/index.mvp/id/641 ADC and DAC Glossary @http://forum2.magnetofon.de/board7-digitale-audiotechnik/board82-ger%C3%A4tetechnik-medien/6734-cd-aufnahmen-technisch-gesehen-was-ist-m%C3%B6glich/

Weitere interessante Links
Nyquist-Shannon-Abtasttheorem Aliasing, Interpolation bei der DAC || @http://www.mmk.ei.tum.de/lehre/tbb/tbb.pdf https://home.zhaw.ch/~hhrt/DSV1/skript/dsv1kap2_adda.pdf @http://www.sascha.uni-saarland.de/sascha2005/de/messung/ad.html @http://www.rolfdriemeyer.de/Grundlagen/bits/bits.htm @http://de.wikipedia.org/wiki/Analog-Digital-Umsetzer @http://en.wikipedia.org/wiki/Analog-to-digital_converter @http://de.wikipedia.org/wiki/Quantisierung @http://de.wikipedia.org/wiki/Digitalisierung @http://de.wikipedia.org/wiki/Digitalsignal @http://de.wikipedia.org/wiki/Samplingtiefe @http://de.wikipedia.org/wiki/Nyquist-Shannon-Abtasttheorem @http://de.wikipedia.org/wiki/Puls-Code-Modulation @http://de.wikipedia.org/wiki/Digitalaudio @http://de.wikipedia.org/wiki/Quantisierungskennlinie @http://www.swisseduc.ch/informatik/hardware/analog_digital_wandler/docs/script.pdf @http://www.fh-wedel.de/~si/seminare/ss02/Ausarbeitung/9.digitalaudio/audio1.htm @https://nikoneurope-de.custhelp.com/app/answers/detail/a_id/1804 @http://theproaudiofiles.com/digital-audio-aliasing-explained/ @http://www.earlevel.com/main/1996/10/20/what-is-aliasing/ @http://de.wikipedia.org/wiki/Alias-Effekt @http://eeweb.poly.edu/~yao/EE3414/sampling.pdf s. Seite14 (Übersicht verschiedener Interpolationen) @http://www.cs.umd.edu/~djacobs/CMSC427/Interpolation.pdf (Upsampling von Bildern) || @http://www.irt.de/de/themengebiete/produktion/audio-video-codierung.html @http://public.beuth-hochschule.de/~mixdorff/mmt2/files/Digitale_Bilder.pdf @http://www.schiele-schoen.de/schieleschoendata/files/probekapitel/originals/hd_handbuch_probe.pdf || Schallaufzeichnung und Wiedergabe || @http://www.fh-wedel.de/~si/seminare/ss02/Ausarbeitung/9.digitalaudio/audio1.htm @http://www.laermorama.ch/laermorama/modul_akustik/schall_w.html @http://de.wikipedia.org/wiki/Schall @http://de.wikipedia.org/wiki/Schalldruck @http://www.raffaseder.com/sounddesign/AT1/Audiotechnik5.pdf @https://www.xiph.org/video/vid2.shtml || @http://de.wikipedia.org/wiki/Dynamikumfang @http://www.musikmachen.de/Community/Forum/Studio-Recording/Recording-Hardware/Frage-zu-Bit-Aufloesung-und-dBFS-Dynamikumfang @http://www.panorado.com/de/Bg_Hdr.php @http://de.wikipedia.org/wiki/Signal-Rausch-Verh%C3%A4ltnis || @http://help.adobe.com/en_US/PremierePro/4.0/WS00AF9E2E-9F99-4aff-8961-1E2F30E9ECCC.html ||
 * Allgemeine Grundlagen, Abtastung, Quantisierung, Digitalisierung, Samplingtiefe=Bittiefe/bit depth, Anzahl der verwendeten Bits, color depth, audio bit depth, Abtastung, PCM,
 * Vergleich analoges und digitales SD-Fernsehbild || @http://www.gutefrage.net/frage/warum-ist-das-digitale-fernsehbild-deutlich-besser-wie-das-analoge ||
 * Dithering || @http://de.wikipedia.org/wiki/Dithering_%28Audiotechnik%29 ||
 * Digital Component Signal, ITU-R BT.601 (CCIR 601) || @http://www.univie.ac.at/video/grundlagen/digitalSignal.htm ||
 * Professionelle Videotechnik (Ulrich Schmidt) ||  ||
 * Grundlagen für die Digitalisierung von Videosignalen || @http://de.wikipedia.org/wiki/Farbtiefe_%28Computergrafik%29
 * Grundlagen für die Digitalisierung von Audio,
 * Dynamikumfang, Signal-Rausch-Verhältnis || @http://www.analog-praxis.de/?p=1052
 * Praktische Wandlungsprobleme || @http://www.slashcam.de/artikel/Grundlagen/Der_Canopus_-_Unterschied.html

1) Digitales Signal?
code Digitales Signal: Was unterscheidet ein digitales von einem analogen Signal? Verwenden Sie zur Beantwortung dieser Frage die entsprechende Fachsprache (Zeit? Wert? Diskret? Kontinuierlich?). Erläutern Sie ggf. kurz die verwendeten Begriffe! code

2) Schritte der Digitalisierung?
code In welcher Reihenfolge erfolgt die Digitalisierung? Unterstreichen Sie die jeweils zugehörige Schrittnummerierung! Quantisierung 1/2/3 Codierung 1/2/3 Abtastung 1/2/3 code

3) Auflösung
code Was meint man bei der DAC mit dem Begriff Auflösung? Welche alternativen Fachbegriffe kennen Sie, die das selbe meinen? Nennen Sie zwei! code

4) Quantisierungsstufen
code Berechnen Sie die Anzahl der digital darstellbaren Zustände bei einer Digitalisierung mit 10Bit. code

5) Quantisierungsrauschen
code Bewerten Sie die folgenden Aussagen zum Quantisierungsrauschen durch Unterstreichung von richtig bzw. falsch! A) Das QR ist abhängig von der Qualität der bei der Digitalisierung von Audio genutzten Mikrofone. B) Je geringer die Aussteuerung des Signals bei der Digitalisierung ausfällt, desto größer ist im Verhältnis zum Signal das QR. C) Die prozentuale Größe des QRs bei Vollaussteuerung kann man wie folgt berechnen:  QR (in Prozent) = 1/Anzahl der Quantisierungsstufen * 100 %. D) Das QR beschreibt das bei der Digitalisierung durch die herstellerspezifische Qualität des DACs erzeugte Rauschen. E) Je exakter das Originalsignal aufgelöst werden kann, desto kleiner ist das QR.

code

6) Dynamik
Hinweis: Diese Frage kommt in einer Klausur nur in Frage, wenn Sie vorher bereits das Thema Pegelrechnung behandelt haben. code Berechnen Sie die theoretische Dynamik einer Audio-CD (SNR) in dB! code

7) Aliasing
code A) Was bedeutet Aliasing bei der Digitalisierung von Bildern?  Kennzeichnen Sie die richtige Lösung durch ankreuzen!   1) Die Wahl einer zu kleinen Quantisierungstiefe führt zu flimmernden Bildern. 2) Eine zu hohe Abtastfrequenz erzeugt Artefakte im digitalisierten Bild.  3) Eine zu niedrige Abtastfrequenz führt zu unerwünschten Effekten im digitalisierten Bild. B) Nennen Sie ein Ihnen bekanntes konkretes Beispiel!

code

8) Interpolation
code Beschreiben Sie, was Interpolation im Zusammenhang mit einer DAC bedeutet! a) Was ist Interpolation? b) Wozu wird die Interpolation bei der DAC benötigt? c) Kann es zu unterschiedlichen Qualitäten bei der Interpolation kommen? Wie?

code = = =Lösungen=

a) Wert- und/oder zeitkontinuierlich, wert und/oder zeitdiskret?
elektrische Spannung, Stromstärke -> wert- und zeitkontinuierlich monatliche Ausbildungsvergütung -> wertkontinuierlich? oder einfach nur ganz viele Werte mit feinen Abstufungen, d.h. wertdiskret? Sonnenaufgang, Wachsen eines Baums -> wert- und zeitkontinuierlich Mikrowelle (Signal "Essen fertig"), Benotung einer Klausur, Anzeige einer Verkehrsampel, Rauchzeichen, Morsealphabet -> wertdiskret Film (25fps) -> zeitdiskret

b) Welche Betriebsmittel arbeiten mit (z.B. erzeugen, transportieren, ...) einem Analog- bzw. Digitalsignal?
Analogsignal -> Mikrofon, Tonabnehmer einer Gitarre, Objektiv, Lautsprecher, Koaxialkabel, VGA-Schnittstelle Digitalsignal -> Prozessor, Maus (Computer), Lichtschranke ...

Aufgabe 2: Qualität der Ton- bzw. Bildaufnahme
Was muss ich tun bei der "digitalen" Tonaufnahme bzw. Bildaufnahme, um ein möglichst gutes Ergebnis zu erzielen?
 * Überlegen Sie sich, worauf Sie in Zukunft bei der Nutzung von Geräten mit A/D-Wandlung mehr achten werden!
 * Verfassen Sie eine kleine Handlungsanweisung für eine Hilfskraft, welche Sie heute bei einer Aufnahme unterstützen soll!

Aufgabe 5: Digitalisierung / Falsch oder richtig?
Die richtige Digitalisierung der vorliegenden Spannung hätte im Beispiel 1 wie folgt ausgesehen: