Hallo zusammen, vielleicht stell ich mich gerade blöd an, aber gegeben sei ein beliebiger Sensor mit digitaler Schnittstelle, z.B. ein Positionssensor, der auf analogen Messgrößen basiert (induktiv, kapazitiv, egal). Der uC misst per AD Wandler die analogen Signale, dabei wird das Abtasttheorem eingehalten, also Anti Aliasing Filter usw verwendet. Die Bandbreite der AD Wandler und der Analogsensoren ist beliebig hoch, sagen wir mal 1 MHz. Die AD Wandler werden nun alle 1 ms gesampelt und eine Rechenvorschrift berechnet das Ausgangssignal, das per UART, CAN usw. ausgegeben wird. Meine Sensor update Rate wäre also 1 kHz. Kann bei einem solchen System von Bandbreite oder Grenzfrequenz (im Sinne von -3 dB Punkt) gesprochen werden? Weil selbst wenn ich meine zu messende Größe so schnell bewege, dass die Abtastrate nicht mehr ausreicht (also Frequenz der externen Bewegung [Sinus] > 500 Hz ist), wird an beliebigen Punkten gesampelt. So kann es sein, dass durchaus die maximale Amplitude erfasst wird und das Ausgangssignal den gesamten Amplitudenhub haben kann - "nur", dass die Frequenz der Bewegung nicht mehr stimmt. Aber eine generelle Dämpfung der Amplitude findet nicht statt. Sind die Überlegungen korrekt, oder wird doch irgendwo was gedämpft? Danke + schöne Grüße, Jan
Moin, Ich wuerd' sagen, du kannst schon von einer Bandbreite sprechen und auch von einer Grenzfrequenz (ueblicherweise die obere, bei einer angenommenen unteren Grenzfrequenz von 0; dann ist das auch die Bandbreite bei Tiefpasssignalen). Aber mit -3dB Punkt hat diese Grenzfrequenz nichts zu tun. Es bedeutet nur, dass wenn Frequenzen oberhalb dieser Grenzfrequenz in deinem Signal vorkommen, du alle moeglichen lustigen Effekte und Fehler haben kannst. Gruss WK
Die Sache ist ein wenig komplizierter. Zunächst ist ein digitaler Sensor nichts anderes, als ein Analoger mit Wandler. Demzufolge gibt es eine analoge Grenzfrequenz, gfs ein AA-Filter vor dem Wandler und eine Repräsenation dieses Spektrums durch die Abtastung mit dem Wandler. Dabei kommt die Frequenz und der Jitter rein. Praktisch ist es eine Faltung mit einer Rechteckfunktion mit variierender Breite. Da man bei Wandlern Dithering einsetzt, ist das Spektrum eines Samples nicht unbedingt direkt aussagefähig. Man muss mehrere Samples betrachten und die Art wie sie dezimiert werden. Normalerweise ist es bei linearen Messsystemen so, daß die Analoge Bandbreite des Sensors am höchsten ist, durch das AA-Filter eingeschränkt wird und dann durch Überabtastung in eine digitale Repräsentation überführt wird. Deren Samplefrequenz /2 ist die höchste annehmbare Bandbreite. Real ist sie tiefer, wenn man eine hohe Genauigkeit fordert. Daher kann man mit dem Wandler auch überabtasten und dann dezimieren. Dein 1kHz Sensor liefert Dir je nach hineininterpretierter Auflösung irgendwas zwischen 100Hz und 500Hz Bandbreite.
Jürgen S. schrieb: > Die Sache ist ein wenig komplizierter. Zunächst ist ein digitaler Sensor > nichts anderes, als ein Analoger mit Wandler. Demzufolge gibt es eine > analoge Grenzfrequenz, gfs ein AA-Filter vor dem Wandler und eine > Repräsenation dieses Spektrums durch die Abtastung mit dem Wandler. > > Dabei kommt die Frequenz und der Jitter rein. Praktisch ist es eine > Faltung mit einer Rechteckfunktion mit variierender Breite. Da man bei > Wandlern Dithering einsetzt, ist das Spektrum eines Samples nicht > unbedingt direkt aussagefähig. Man muss mehrere Samples betrachten und > die Art wie sie dezimiert werden. > > Normalerweise ist es bei linearen Messsystemen so, daß die Analoge > Bandbreite des Sensors am höchsten ist, durch das AA-Filter > eingeschränkt wird und dann durch Überabtastung in eine digitale > Repräsentation überführt wird. Genau. > Deren Samplefrequenz /2 ist die höchste annehmbare Bandbreite. > Real ist sie tiefer, wenn man eine hohe > Genauigkeit fordert. Daher kann man mit dem Wandler auch überabtasten > und dann dezimieren. Ich kann Bewegungen > fs/2 nicht mehr korrekt interpretieren, das ist klar. Aber am Ausgang würde man kein Tiefpassverhalten sehen, oder? Im Prinzip geht es mir wirklich "nur" um die Definition der Bandbreite, wie sie eben bei analogen Sensoren (LVDTs oder ähnliches) eingeführt wird: Dämpfung der Ausgangsamplitude um den Faktor 1/sqrt(2). > > Dein 1kHz Sensor liefert Dir je nach hineininterpretierter Auflösung > irgendwas zwischen 100Hz und 500Hz Bandbreite. Danke für deine Antwort!
Nun ja, mAn wird je nach Abtastung und Filterung ein Tiefpassverhalten mit Aliasing sehen. Das kann man ja ausmessen.
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