diff --git a/contents/drawings/1112.tex b/contents/drawings/1112.tex new file mode 100644 index 0000000..481ade4 --- /dev/null +++ b/contents/drawings/1112.tex @@ -0,0 +1,61 @@ +% 2026 Prof. Dr. Matthias Jung (DL9MJ) +\begin{tikzpicture} + \draw(0,0) coordinate(start) + to [sinusoidal voltage source] (0,2) + to [short] ++(1,0) + to [short, -o] ++(0,-0.5) coordinate(l1); + \draw(start) + to [short] ++(1,0) + to [short, -o] ++(0,+0.5) coordinate(l2); + % + \draw[very thick](l1) to [short, o-o] ++(5,0) coordinate(l3); + \draw[very thick](l2) to [short, o-o] ++(5,0) coordinate(l4); + % + \draw[DARCgreen] (l3) to [open, l={$R_\mathrm{a}=\infty$}] (l4); + % + \draw(l1) to [open] ++(0,-2.5) coordinate(s1); + % + \draw[-Triangle] (s1) -- ++(5.5,0); + % + \def\x{0.5} + % + \draw[DARCblue] (s1) + sin ++(+1,+1*\x) coordinate(sinus) + cos ++(+1,-1*\x) + sin ++(+1,-1*\x) + cos ++(+1,+1*\x) + sin ++(+1,+1*\x) + ; + \draw[DARCred] (s1) ++(0,+1*\x) + cos ++(+1,-1*\x) + sin ++(+1,-1*\x) + cos ++(+1,+1*\x) + sin ++(+1,+1*\x) coordinate(cosius) + cos ++(+1,-1*\x) + ; + % + \draw[DARCblue] (sinus) -- ++(0.5*\x,0.5*\x) node[right] {$U$}; + \draw[DARCred] (cosius) -- ++(0.5*\x,0.5*\x) node[right] {$I$}; + % + \draw(s1) + ++(0,-1) node[](){$R=0$} + ++(+1,0) node[](){$R=\infty$} + ++(+1,0) node[](){$R=0$} + ++(+1,0) node[](){$R=\infty$} + ++(+1,0) node[](){$R=0$} + ++(+1,0) node[](){$R=\infty$}; + % + \draw(s1) + ++(0,-1.5) coordinate(s2) + ++(1,0) coordinate(s3) + ++(1,0) coordinate(s4) + ++(1,0) coordinate(s5) + ++(1,0) coordinate(s6) + ++(1,0) coordinate(s7); + % 1:[color], 2:[top], 3:start, 4:end, 5:shift, 6:rotate, 7:text + \DARCmeasure{s2}{s3}{0,0}{0}{$\frac{\lambda}{4}$} + \DARCmeasure{s3}{s4}{0,0}{0}{$\frac{\lambda}{4}$} + \DARCmeasure{s4}{s5}{0,0}{0}{$\frac{\lambda}{4}$} + \DARCmeasure{s5}{s6}{0,0}{0}{$\frac{\lambda}{4}$} + \DARCmeasure{s6}{s7}{0,0}{0}{$\frac{\lambda}{4}$} +\end{tikzpicture} \ No newline at end of file diff --git a/contents/drawings/1130.svg b/contents/drawings/1130.svg index 8738ada..ca4d41e 100644 --- a/contents/drawings/1130.svg +++ b/contents/drawings/1130.svg @@ -40,85 +40,85 @@ - + - + - + - + - + - + - + - + - + - - - - + + + + - + - - - - - - - + + + + + + + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - - - - - - - + + + + + + + diff --git a/contents/drawings/1130.tex b/contents/drawings/1130.tex index 3a9a9db..505ea40 100644 --- a/contents/drawings/1130.tex +++ b/contents/drawings/1130.tex @@ -2,6 +2,7 @@ % Year: 2026 \begin{tikzpicture} \draw(0,0) - to [adc, l={A/D-Umsetzer}] ++(3,0) - to [dac, l={D/A-Umsetzer}] ++(3,0); + to [adc, l={A/D-Umsetzer}] ++(2.5,0) + to [open] ++(1,0) + to [dac, l={D/A-Umsetzer}] ++(2.5,0); \end{tikzpicture} \ No newline at end of file diff --git a/contents/sections/dac_adc.md b/contents/sections/dac_adc.md index ea8e41d..51d3599 100644 --- a/contents/sections/dac_adc.md +++ b/contents/sections/dac_adc.md @@ -1,4 +1,4 @@ -Sehen wir uns nun genauer an, wie analoge Signale in digitale Werte und digitale Werte wieder in analoge Signale umgesetzt werden. Dazu werden *A/D-Umsetzer* (Analog-Digital-Umsetzer) und *D/A-Umsetzer* (Digital-Analog-Umsetzer) verwendet. Die Abbildung [ref:a_adc_dac] zeigt die Blockschaltbilder eines A/D- und eines D/A-Umsetzers. +Dieses Kapitel zeigt, wie analoge Signale in digitale Werte und digitale Werte wieder in analoge Signale umgesetzt werden. Dazu werden *A/D-Umsetzer* (Analog-Digital-Umsetzer) und *D/A-Umsetzer* (Digital-Analog-Umsetzer) verwendet. Die Abbildung [ref:a_adc_dac] zeigt die Blockschaltbilder eines A/D- und eines D/A-Umsetzers. [picture:1130:a_adc_dac:A/D- und D/A-Umsetzer] @@ -12,7 +12,7 @@ Da ein A/D-Umsetzer nur mit einer begrenzten Anzahl möglicher digitaler Werte a --- -Die Anzahl der möglichen Stufen eines A/D-Umsetzers wird als dessen *Auflösung* bezeichnet. Sie wird häufig in Bit ($\unit{\bit}$) angegeben. Kann ein Umsetzer beispielsweise $\num{256}$ unterschiedliche Werte unterscheiden, besitzt er eine Auflösung von $\qty{8}{\bit}$, denn mit $\qty{8}{\bit}$ lassen sich $\num{256}$ verschiedene Werte darstellen. Ein $\qty{16}{\bit}$-Umsetzer kann bereits $\num{65536}$ unterschiedliche Werte unterscheiden. +Die Anzahl der möglichen Stufen eines A/D-Umsetzers wird als dessen *Auflösung* bezeichnet. Sie wird häufig in Bit (Einheit: $\unit{\bit}$) angegeben. Kann ein Umsetzer beispielsweise $\num{256}$ unterschiedliche Werte unterscheiden, besitzt er eine Auflösung von $\qty{8}{\bit}$, denn mit $\qty{8}{\bit}$ lassen sich $\num{256}$ verschiedene Werte darstellen. Ein $\qty{16}{\bit}$-Umsetzer kann bereits $\num{65536}$ unterschiedliche Werte unterscheiden. Bei Signalen, die sowohl positive als auch negative Werte annehmen können, wird typischerweise ein Teil dieser Werte für den positiven und ein Teil für den negativen Signalbereich verwendet. @@ -37,8 +37,6 @@ Der Gegenspieler des A/D-Umsetzers ist der *D/A-Umsetzer*. Er erzeugt aus einem Auch ein D/A-Umsetzer kann nicht beliebig viele unterschiedliche Ausgangswerte erzeugen. Wie beim A/D-Umsetzer besitzt er eine bestimmte Auflösung in Bit und damit nur eine endliche Anzahl möglicher Ausgangswerte. -[question:AF609] - Ein D/A-Umsetzer kann außerdem nur Spannungen innerhalb eines bestimmten Wertebereichs erzeugen, beispielsweise von $\qty{0}{\volt}$ bis $\qty{1}{\volt}$ oder von $\qty{-2}{\volt}$ bis $\qty{2}{\volt}$. Bei einem linear arbeitenden D/A-Umsetzer sind die möglichen Ausgangswerte gleichmäßig über diesen Spannungsbereich verteilt. Besitzt ein D/A-Umsetzer beispielsweise eine Auflösung von $\qty{4}{\bit}$, stehen @@ -47,6 +45,8 @@ $\num{2^4}=\num{16}$ mögliche Stufen zur Verfügung. +[question:AF609] + Verteilen sich diese auf einen Spannungsbereich von $\qty{0}{\volt}$ bis $\qty{1}{\volt}$, gibt es zwischen den $\num{16}$ Stufen insgesamt $\num{15}$ Zwischenschritte. Die Schrittweite beträgt daher $\frac{\qty{1}{\volt}}{16-1}\approx\qty{67}{\milli\volt}.$ diff --git a/contents/sections/datenuebertragungsdrate.md b/contents/sections/datenuebertragungsrate.md similarity index 100% rename from contents/sections/datenuebertragungsdrate.md rename to contents/sections/datenuebertragungsrate.md diff --git a/contents/sections/fehlerkorrektur.md b/contents/sections/fehlerkorrektur.md index f3363af..8d95121 100644 --- a/contents/sections/fehlerkorrektur.md +++ b/contents/sections/fehlerkorrektur.md @@ -1,6 +1,6 @@ Erkennt der Empfänger einen Übertragungsfehler, zum Beispiel mithilfe von Prüfbits, kann er den Sender um eine erneute Übertragung der Daten bitten. Bei der *Vorwärtsfehlerkorrektur* ist dagegen häufig keine Neuübertragung erforderlich. Dazu werden den Nutzdaten zusätzliche Informationen hinzugefügt, zum Beispiel mehrere Prüfbits. Damit kann der Empfänger unter bestimmten Voraussetzungen nicht nur erkennen, dass ein Fehler aufgetreten ist, sondern auch bestimmen, welches Bit fehlerhaft ist, und dieses korrigieren. Im Englischen wird dieses Verfahren als *Forward Error Correction* (FEC) bezeichnet. -Wie das im Detail funktionieren kann, zeigt der folgende Bonus-Kasten am Beispiel eines Hamming-Codes. Das genaue Verfahren ist nicht prüfungsrelevant. +Wie das im Detail funktionieren kann, zeigt die nebenstehende Vertiefung am Beispiel eines Hamming-Codes. Das genaue Verfahren ist nicht prüfungsrelevant. [question:AE413] [question:AE414] diff --git a/contents/sections/fourier_transformation.md b/contents/sections/fourier_transformation.md index 7b15219..18d0db2 100644 --- a/contents/sections/fourier_transformation.md +++ b/contents/sections/fourier_transformation.md @@ -27,9 +27,9 @@ Wir erinnern uns, dass Signale, die sehr eckig und kantig sind, höhere Frequenz Für einige typische periodische Signalformen lässt sich das Frequenzspektrum besonders einfach beschreiben. Dabei betrachten wir hier die idealisierten, um den Nullpunkt symmetrischen Signalformen ohne Gleichanteil: * Ein *Sinussignal* besteht nur aus einer einzigen Frequenz. Im Frequenzspektrum erscheint daher nur die Grundfrequenz $f$. -* Ein *Rechtecksignal* besteht aus der Grundfrequenz und den *ungeradzahligen Vielfachen* der Grundfrequenz. Es enthält also die Frequenzen $f$, $3f$, $5f$, $7f$, usw. Die Amplituden der Oberwellen werden dabei mit zunehmender Frequenz kleiner. -* Ein *Sägezahnsignal* enthält sowohl die geradzahligen als auch die ungeradzahligen Vielfachen der Grundfrequenz. Es enthält also $f$, $2f$, $3f$, $4f$, $5f$, usw. Auch hier werden die Amplituden mit zunehmender Frequenz kleiner. -* Ein *Dreiecksignal* enthält wie das Rechtecksignal nur die ungeradzahligen Vielfachen der Grundfrequenz, also $f$, $3f$, $5f$, $7f$, usw. Die Amplituden der Oberwellen nehmen jedoch wesentlich schneller ab als beim Rechtecksignal. +* Ein *Rechtecksignal* besteht aus der Grundfrequenz und den *ungeradzahligen Vielfachen* der Grundfrequenz. Es enthält also die Frequenzen $f$, $3\cdot f$, $5\cdot f$, $7\cdot f$, usw. Die Amplituden der Oberwellen werden dabei mit zunehmender Frequenz kleiner. +* Ein *Sägezahnsignal* enthält sowohl die geradzahligen als auch die ungeradzahligen Vielfachen der Grundfrequenz. Es enthält also $f$, $2\cdot f$, $3\cdot f$, $4\cdot f$, $5\cdot f$, usw. Auch hier werden die Amplituden mit zunehmender Frequenz kleiner. +* Ein *Dreiecksignal* enthält wie das Rechtecksignal nur die ungeradzahligen Vielfachen der Grundfrequenz, also $f$, $3\cdot f$, $5\cdot f$, $7\cdot f$, usw. Die Amplituden der Oberwellen nehmen jedoch wesentlich schneller ab als beim Rechtecksignal. Damit lassen sich die Signalformen auch anhand ihres Frequenzspektrums unterscheiden. Ein einzelner Spektralanteil weist auf einen Sinus hin. Treten ungeradzahlige Vielfache auf, ist es in der Prüfung immer ein Rechtecksignal. diff --git a/contents/sections/sampling_quantisierung.md b/contents/sections/sampling_quantisierung.md index eb56e6e..76a805d 100644 --- a/contents/sections/sampling_quantisierung.md +++ b/contents/sections/sampling_quantisierung.md @@ -26,7 +26,7 @@ Den Vorgang, bei dem ein zeitkontinuierliches Signal zu bestimmten Zeitpunkten a Die Geschwindigkeit, mit der die Abtastung eines analogen Signals vorgenommen wird, wird als *Samplingrate* oder *Abtastrate* bezeichnet. Sie gibt an, wie viele Samples pro Zeiteinheit, beispielsweise pro Sekunde, aufgenommen werden. -Analoge Tonsignale werden bei digitalen Datenträgern wie CDs beispielsweise mit einer Samplingrate von $\num{44100}$ Samples pro Sekunde abgetastet. Dies entspricht $\qty{44,1}{\kilo\sps}$. +Analoge Tonsignale werden bei digitalen Datenträgern wie CDs beispielsweise mit einer Samplingrate von $\num{44100}$ Samples pro Sekunde (Einheit $\unit{\sps}$) abgetastet. Dies entspricht $\qty{44,1}{\kilo\sps}$. [question:AF615] @@ -38,6 +38,8 @@ Bei der Digitalisierung steht dagegen nur eine begrenzte Anzahl möglicher Zahle Liegt ein analoger Signalwert zwischen zwei möglichen Stufen, muss entschieden werden, welcher Stufe der gemessene Wert zugeordnet wird. Diesen Vorgang bezeichnet man als *Quantisierung*. Das zuvor wertkontinuierliche Signal wird dabei auf eine endliche Anzahl möglicher Werte abgebildet. +[question:AF605] + Die Abbildung [ref:a_wertdisk_zeitkont] zeigt zur Veranschaulichung ein *wertdiskretes, aber zeitkontinuierliches Signal*. Das Signal ist weiterhin zu jedem Zeitpunkt definiert, kann jedoch nur bestimmte, fest vorgegebene Werte annehmen. Die möglichen Werte sind also bereits quantisiert, die Zeit hingegen noch nicht diskretisiert. Werden Sampling und Quantisierung miteinander kombiniert, entsteht ein *wert- und zeitdiskretes Signal*, wie es in Abbildung [ref:a_wertdisk_zeitdisk] dargestellt ist. Es liegen nur zu bestimmten Zeitpunkten Samples vor, und auch deren mögliche Werte sind auf feste Stufen beschränkt. Dies entspricht der digitalen Darstellung eines zuvor analogen Signals. @@ -55,7 +57,6 @@ Soll eine mit dem analogen Dimmer eingestellte Helligkeit mit dem Stufenschalter [question:AF602] [question:AF604] -[question:AF605] Hier gibt es die Möglichkeit das Ganze nochmal auszuprobieren. Ein zeitkontinuierliches Sinus-Signal wird von einem AD-Umsetzer digitalisiert und anschließend wieder von einem DA-Umsetzer in ein analoges Signal gewandelt. An den Reglern kann man die Zeitquantisierung und die Wertquantisierung der AD/DA-Umsetzer einstellen. diff --git a/contents/slides/datenuebertragungsdrate.md b/contents/slides/datenuebertragungsrate.md similarity index 100% rename from contents/slides/datenuebertragungsdrate.md rename to contents/slides/datenuebertragungsrate.md diff --git a/toc/A.json b/toc/A.json index 005489a..2ec7409 100644 --- a/toc/A.json +++ b/toc/A.json @@ -713,7 +713,7 @@ }, { "title": "Digitale Übertragungsverfahren", - "abstract": "Dieses Kapitel beleuchtet die Grundlagen und Anwendungen der digitalen Übertragungsverfahren, die essenziell für die moderne Kommunikationi im Amateurfunk sind.", + "abstract": "Dieses Kapitel beleuchtet die Grundlagen und Anwendungen der digitalen Übertragungsverfahren, die essenziell für die moderne Kommunikation im Amateurfunk sind.", "ident": "a_digitale_uebertragungsverfahren", "video_url": null, "sections": [ diff --git a/toc/E.json b/toc/E.json index 6275403..dd16520 100644 --- a/toc/E.json +++ b/toc/E.json @@ -595,7 +595,7 @@ }, { "title": "Datenübertragungsrate", - "ident": "datenuebertragungsdrate", + "ident": "datenuebertragungsrate", "status": "prod", "class": "E", "video_url": null diff --git a/toc/EA.json b/toc/EA.json index 5c26f5c..e45ae78 100644 --- a/toc/EA.json +++ b/toc/EA.json @@ -1232,7 +1232,7 @@ }, { "title": "Datenübertragungsrate", - "ident": "datenuebertragungsdrate", + "ident": "datenuebertragungsrate", "status": "prod", "class": "E", "video_url": null diff --git a/toc/NE.json b/toc/NE.json index 144d01f..8366d90 100644 --- a/toc/NE.json +++ b/toc/NE.json @@ -1243,7 +1243,7 @@ }, { "title": "Datenübertragungsrate", - "ident": "datenuebertragungsdrate", + "ident": "datenuebertragungsrate", "status": "prod", "class": "E", "video_url": null diff --git a/toc/NEA.json b/toc/NEA.json index 4fd9a61..160d5b5 100644 --- a/toc/NEA.json +++ b/toc/NEA.json @@ -1873,7 +1873,7 @@ }, { "title": "Datenübertragungsrate", - "ident": "datenuebertragungsdrate", + "ident": "datenuebertragungsrate", "status": "prod", "class": "E", "video_url": null