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2026-08-13 18:34:27 +02:00

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Raw Blame History

Der Prozess des Samplings

  • Analoge Signale werden in diskrete Samples umgewandelt
  • Sampling: Abtastung eines kontinuierlichen Signals in festgelegten Zeitabständen
  • Vergleichbar mit einer Kamera, die in regelmäßigen Intervallen Bilder aufnimmt

Sampling – Das Kamerabeispiel

  • Eine Kamera nimmt z. B. \num{24} Bilder pro Sekunde auf
  • Zwischen den Bildern können schnelle Bewegungen auftreten, die nicht erfasst werden
  • Wie bei der Kamera kann ein plötzliches Ereignis (z. B. eine Fliege) zwischen zwei Aufnahmen verloren gehen
  • Dadurch entsteht ein Verlust an zeitlicher Information

Informationsverlust und Rekonstruktionsgrenze

  • Zwischen den Samples können schnelle Signaländerungen unentdeckt bleiben
  • Für eine fehlerfreie Rekonstruktion muss vor und nach jedem Signalwechsel ein Sample vorliegen
  • Ist dies nicht der Fall, gehen Details verloren – Aliasing tritt auf

Das Nyquist-Shannon-Abtasttheorem

  • Für ein Signal mit maximaler Frequenz f_{\mathrm{max}} muss die Abtastrate \gt 2 \cdot f_{\mathrm{max}} betragen
  • Nur so können alle Signalwechsel korrekt erfasst und rekonstruiert werden
  • Wird diese Grenze unterschritten, entstehen Alias-Effekte

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Praktisches Beispiel: CD-Player

  • CD-Player arbeiten typischerweise mit \qty{44,1}{\kilo\sps} (\num{44100} Samples pro Sekunde)
  • Daraus folgt: Frequenzen bis ca. \qty{22}{\kilo\hertz} können korrekt abgebildet werden
  • Dies entspricht dem HiFi-Frequenzbereich guter Stereoanlagen
  • Merke: Die Abtastfrequenz sollte stets knapp über dem Doppelten der maximal zu verarbeitenden Frequenz liegen

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[question:AF618]


[question:AF619]