Guten Abend,
da ihr euch ja anscheinend nicht durch die Links wälzen wollt, versuche ich es mal mit meinen eigenen Worten am Beispiel der PCM-Modulation für handelsübliche CDs (Sampling-Rate 44,1 KHz - Quantisierung 16 bit).
Erstmal vorneweg: Die Samlping-Rate gibt an, wie oft in der Sekunde das analoge Signal abgegriffen und in ein digitales umgewandelt wird. Bei einer handelsüblichen CD wurde also 44100 mal pro Sekunde das analoge Signal pro Sekunde abgegriffen und in ein digitales umgewandelt. Das ist schon ne ganze Menge. Bei einer Video-DVD liegt die Sampling-Rate bei 48 KHz (das analoge Signal wird also noch öfter abgetastet), bei einer Audio-DVD sogar bei 96 KHz.
Die Quantisierung gibt an, wie grob oder detailiert das analoge Signal in ein digitales umgewandelt wird (entspricht also quasi der Auflösung). 16 Bit ist die Wortbreite, also lassen sich insgesamt 2^16 (2 hoch 16 = 65536) Worte erstellen. Auf gut Deutsch: Es können 65536 verschiedene "Ton-Werte" unterschieden/gerastert werden. Das analoge Signal wird also auf einen digitalen Wert umgerechnet und zwar auf den Wert, dem am ehesten das analoge Signal entspricht.
Nehmen wir mal an, wir haben ein analoges Signal (im einfachsten Falle ein Sinus-Signal), welches digitalisiert werden soll. Da digitale Zahlen nur ganze Zahlen kennen (also keine Komma-Zahlen / reelle Zahlen), muss angenähert werden. Es kann natürlich nicht für jede analoge Frequenz der entsprechende Gegenwert bei den digitalen Zahlen geben.
Wenn es zB. für 25 Hz einen entsprechenden digitalen Gegenwert gibt und für 26 Hz auch (dazwischen aber keiner) und man dann eine analoge Frequenz von 25,3 Hz modulieren will, wird einfach der nächst-passende Wert genommen - in dem Fall der Wert für 25 Hz.
Umso größer also der Quantisierungsgrad, desto größer die Auflösung bei CDs.
CDs haben wie gesagt 16 Bit, DVDs haben 24 Bit (also ist die Auflösung einer DVD 256 mal feiner).
Und dieser Quantisierungsvorgang geschieht also so oft pro Sekunde, wie die Samlping-Rate vorgibt.
Hier noch ein kleines Diagramm aus meinem Skript, dass das ganze verdeutlicht (an einer simplen 3-Bit-Modulation und einer Sampling-Rate von laschen 8 Hz):
Die blaue Linie ist die normale analoge Frequenz auf der Zeit-Achse. Die schwarze Linie ist die angenäherte quantisierte Frequenz. Rechts stehen die zugehörigen binären Werte.
Die orangene Linie zeigt, wie groß die Abtastfehler sind (der Graph ist einfach die Differenz zwischen den beiden anderen Graphen). Wenn man jetzt den Quantisierungsgrad erhöht, werden natürlich auch die Abtastfehler kleiner.
Unten sieht man dann, wie schliesslich der digitale Datenstrom (bestehend aus Nullen und Einsen) aussieht (bei 16 Bit und 44,1 KHz ist der Datenstrom natürlich VIEL gewaltiger!).
Natürlich werden in der Praxis keine Nullen und Einsen übertragen. Man unterscheidet einfach zwischen zwei Potentialen High/Spannung liegt an (1) und Low / keine Spannung liegt an (0). Es gibt keine Zwischenwerte. Von daher gibt es auch sehr wenige Übertragungsfehler.
Ich hoffe, das ist für alle verständlich erklärt (ich bin ein SEHR schlechter Erklärer). Falls noch jemand Fragen hat, versuche ich gerne zu antworten.
Gute Nacht
Konni (kein Lehrer)
