Fragenkatalog Teil 3 Flashcards

1
Q

Wie unterscheiden sich die analoge und die digitale Signaldarstellung?

A

Digitale Signale werden durch das Binäre System, also 0 und 1 dargestellt. Auch bei der Übertragung werden die elektrischen Schwingungen so moduliert, dass sie diese beiden Zustände repräsentieren. In der Analogen Technik entfällt dies und Signale werden als elektrische Schwingung dargestellt.

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2
Q

Welche unterschiedlichen Zahlensysteme sind in der Digitaltechnik wichtig?

A

In absteigender Reihenfolge: Binärsystem, Hexadezimalsystem, Oktalsystem

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3
Q

Wie wird dezimal in binär und umgekehrt gerechnet?

A
Dezimal in binär: Division durch 2
15/2=7 Rest 1
7/2=3 Rest 1
3/2=1 Rest 1
1/2=0 Rest 1		=> 15d = 1111b
	Von Binär in Dezimal: Addieren der Binärstellen
		1100d=23+22=8d+4d=12d
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4
Q

Wie wird nach bzw. von hexadezimal umgerechnet?

A

Exakt dasselbe wie oben, nur mit 16 hoch den jeweiligen Stellen wert oder die Dezimalzahl geteilt durch 16.

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5
Q

Welche grundlegenden Logikschaltungen gibt es?

A

UND-Verknüpfung, ODER-Verknüpfung und Negation

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6
Q

Was ist eine Wahrheitstabelle und wie sieht sie für die einzelnen Grundschaltungen aus?

A

Wahrheitstabellen sind Verknüpfungen von logischen Operatoren wie UND- oder ODER-Verknüpfung.

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7
Q

Warum wird zwischen einem Voll- und einem Halbaddierer unterschieden?

A

Halbaddierer addiert zwei Bits und gibt den Übertrag aus
Volladdierer addieren zwei Bits, geben den Übertrag aus und liefern den Übertrag der
niedrigeren Stelle

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8
Q

Welche Möglichkeiten gibt es, negative Zahlen darzustellen? Welche Vor- und Nachteile haben die Verfahren?

A

Das vorderste Bit wird als „+“ oder „-“ verwendet
Es wird das Zweierkomplement verwendet, das aus der Subtraktion eine Addition macht. Allerdings fällt bei dieser Methode der Übertrag der ersten Stelle weg.

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9
Q

Was ist bei der Verwendung von 8 Bit bei der Zeichencodierung zu beachten?

A

Der Zeichensatz ist auf 265 Zustände beschränkt. 8 Bit sind 1 Byte

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10
Q

Wieso wurde Unicode eingeführt? Welche Nachteile ergeben sich gegebenenfalls?

A

Unicode wurde als international Gültiger Zeichensatz für alle vorhandenen bzw. bekannten Schriftzeichen und Zeichen eingeführt. Vorteil: Man muss nicht mehr zwischen den verschiedenen Zeichensätzen verschiedener Kulturen hin- und her rechnen. Nachteil: Durch den Ansatz, alle Zeichen in ein System zu bringen, werden wesentlich mehr Kombinationsmöglichkeiten benötigt. So benutzt Unicode 32Bit pro Zeichen, während zB. Ascii 7Bit (plus ein Prüfbit) verwendet wird.

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11
Q

Was ist bei der Umwandlung von analogen in digitale Signale grundsätzlich zu beachten?

A

Analoge Signale sind unendlich genau; Digitale nicht. Daher muss, je genauer man ein digitales Signal darstellen möchte, die Abtastrate oder die Bandbreite erhöht werden.

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12
Q

Welche Regel ist bei der Wahl des Abtasttaktes zu berücksichtigen? Was passiert sonst mit dem Signal?

A

Die Abtastrate muss mehr als doppelt so groß sein wie die Frequenz. Sollte das nicht der gegeben sein, kann es zur Unterabtastung kommen; Dies führt dazu, dass das Signal nicht mehr korrekt abgetastet wird.

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13
Q

Was passiert bei der Quantisierung mit den gemessenen Werten?

A

Im Analogen Bereich gibt es für jeden Zeitpunkt einen exakten Wert. Im Digitalen müssen diese analogen Werte auf die sog. Quantisierungsstufen gerundet werden.

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14
Q

Wodurch entsteht der Quantisierungsfehler? Wie lässt er sich vermeiden?

A

Bei der Rundung des digitalen Signals auf die Quantisierungsstufen entstehen je nach Anzahl der Quantisierungsstufen mehr oder weniger große Fehler, die als Quantisierungsrauschen bezeichnet werden. Die Fehler lassen sich durch mehr Quantisierungsstufen minimieren, vermeiden lassen sie sich jedoch nur bei (theoretisch) unendlich vielen Quantisierungsstufen.

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15
Q

Was passiert bei Übersteuerung mit dem digitalen Signal?

A

Bei Übersteuerung eines digitalen Signals wird der Übersteuerte Bereich irreparabel abgeschnitten und auf den letzten erlaubten Wert gesetzt.

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16
Q

Welche einzelnen Schritte sind zur Umsetzung eines analogen Signals in eine digitale Darstellung notwendig?

A

Zunächst wird das Signal von einem Tiefpass-Filter oberhalb der ½ Frequenz beschnitten.
Danach wird das Signal mit der Vorgegebenen Häufigkeit abgetastet und diese Werte Quantisiert. Danach werden die einzelnen, gerundeten (quantisierten) Werte in digitale, binäre Codeketten umgewandelt.

17
Q

Welche unterschiedlichen Möglichkeiten, einen AD-Umsetzer zu realisieren, gibt es? Wodurch unterscheiden sie sich?

A

Parallelverfahren: Vergleich mit allen Quantisierungsstufen – damit müssen aber auch alle möglichen Quantisierungsstufen in den Wandler eingebaut werden (teuer)
Iterationsverfahren: Das Signal wird Bit für Bit mit einer Referenzspannung verglichen, die sich solange verändert, bis eine Übereinstimmung vorliegt.

18
Q

Welche Vor- und Nachteile haben digitale Signale?

A

Vorteile: Beliebig hohe Signalqualität, Hoge Resistenz gegen Störungen, billig
Nachteile: Quantisierungsrauschen, abrupter Signalausfall, höhere Bandbreite als Analog

19
Q

Welche Fehlerarten werden unterschieden?

A

Bitfehler (einzelne Bits), Burstfehler (wenige aufeinanderfolgende Bits), Bündelfehler (viele aufeinanderfolgende Bits)

20
Q

Welche einfachen Möglichkeiten zur Fehlererkennung gibt es?

A

Parity (ein Prüfbit am Ende gibt Auskunft über die anzahl der 1 anzeigenden Bits
Prüfsumme: Bildung der Quersumme der Daten

21
Q

Wie unterscheiden sich die FEC und die BEC? Wann ist die Fehlerkorrektur überlastet?

A

Bei der FEC wird der Fehler erkannt und korrigiert.
Bei der BEC wird der Fehler erkannt und daraufhin werden alle Daten nochmals angefordert.
Eine Überlastung tritt dann auf, wenn der Fehler nicht korrigiert werden kann, wenn also die Hemming-Distanz zu klein ist.

22
Q

Was wird durch die Codeverkettung erreicht?

A

Die großen, (Rechen-)aufwändigen Decoder müssen sich nicht um einzelne Bitfehler kümmern, da diese bereits von dem inneren, einfacheren Decoder berichtigt werden

23
Q

Welche Aufgabe hat die Datenumverteilung? Welche Nachteile entstehen dadurch?

A

Bei der Datenverteilung werden Datenpakete aufgespaltet und die einzelnen Blöcke verschiedener Pakete zu neuen zusammengesetzt und Übertragen. Am Ziel werden sie wieder zulegt und zu den ursprüngliche Paketen zusammengesetzt. Eventuell auftretende Burstfehler werden so zu einfach zu korrigierenden Bitfehlern. Allerdings verlängert sich durch die Umverteilung die Latenzzeit, da alle Pakete Pakete bereitstehen müssen, bevor sie zerlegt werden.

24
Q

Welche Merkregel für die benötigte Bandbreite eines digitalen Signals gibt es?

A

2 bit/s je Hz Bandbreite