Auflösung und Quantisierung

Mache aus Spannung eine Zahl

ADC heißt Analog to Digital Converter, Analog-Digital-Wandler: Er bildet Spannung auf eine Zahl ab. Auflösung in Bits bestimmt 2^bits Codes. Quantisierung unterteilt einen kontinuierlichen Bereich in Stufen. Die Referenzspannung bestimmt dessen Obergrenze. Ein Bit ist eine Binärziffer, 0 oder 1.

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EXPERIMENTIERTISCH

Ändere die Schaltungseinstellungen, sage die Messwerte voraus und prüfe eine Aufgabe. Dies sind Lernmodelle; die Annahmen werden in jeder Lektion erklärt.

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Warum es funktioniert

Idealer Wandler rundet ab und begrenzt Codes. Kein Rauschen, Eingangslast, Abtastverzug oder Kalibrierfehler. Sensorregler entspricht 0–5 V.

Schritt = Vref/2^bits. Code = floor(Vin/Schritt), begrenzt auf 0…2^bits − 1. floor heißt abrunden. Kleinere Schritte unterscheiden kleinere Spannungsänderungen. Vin ist die Eingangsspannung; Vref die Referenzspannung.

Schwierigkeit

Aufbauen · Aufbauen
Schalte mit 8 Bit, 5 V Referenz und Sensor 50% ein. Lies Code 128.
Brauchst du einen Tipp?
8; 5 V; 50% → 128
Erforschen · Eine Größe ändern
Wähle 10 Bit, 5 V Referenz und Sensor 25%. Lies 256.
Brauchst du einen Tipp?
10; 5 V; 25% → 256
Selbst lösen · Aufgabe lösen
Wähle 12 Bit, 2.5 V Referenz und Sensor 80%. Beobachte Sättigung bei 4095.
Brauchst du einen Tipp?
12; 2.5 V; 80% → 4095

Zusatzwissen und Schaltungsrezepte