Maximaler Messbereich

Baudi · Gast

Meine Frage:
Hallo! In meiner Vorbereitung auf einen Laborversuch mit dem Theme digitale Messtechnik am Montag bin ich auf die folgende Frage gestoßen: "Wie groß müsste der tatsächliche Messbereich bei voller Ausnutzung der angegebenen Auflösung von 8 Bit sein?
Ein wenig mehr Hintergrundinfo hierzu. Bei dem Versuch wird ein Oszilloskop an den PC angeschlossen und mit Hilfe einer Software dann die Spannung ausgelesen. Als Messbereich ist hier -/+ 10V gegeben.
Wie würde man diese Frage nun beantworten?

Meine Ideen:
8-Bit heißt ja letzten Endes nichts anderes, als das wir 2^8 Stufen haben die wir abtasten können. Unsere Auflösung ist gemäß unseres gegebenen Messbereichs 20V/2^8 = 0.078125V. Jeder Schritt spiegelt also 0.078V wieder. Aber was wäre nun der optimale/tatsächliche Messbereich?
Angenommen wir würden den Messbereich nun auf +/- 128V anheben. Jeder Schritt würde dann exakt 1V wiederspiegeln. Wären die 8 Bit damit voll ausgenutzt?

Gast002 · Gast

Hallo Baudi,

um die Fragestelung zu verstehen, scheint mir noch ein Teil an Erklärung zu fehlen. Was soll in dem Laborexperiment gemessen werden? Ergibt sich daraus, welche Größe für das zu messende Signal erwartet wird? Oder kommt es darauf an, bei einem großen Signal kleine Änderungen zu messen?

Beste Grüße

Baudi · Gast

Hallo,

bei dem Versuch geht es darum Abweichungsquellen digitaler Messwerte festzustellen. Im Teil wo diese Frage auftaucht geht es insbesondere um Quantisierungsabweichungen. Letzten Endes tasten wir ein periodisches Signal ab, bei welchem wir eine theoretische kleinste Schrittweite erwarten, welche wir zuvor gemäß Umax - Umin / 2^n - 1 berechnet haben. Wir sollen dann mit Hilfe der Software gucken, ob der tatsächlich Wert inklusive Messfehler ungefähr dem theoretisch bestimmten Wert entspricht. Abschließend kommt dann diese Frage auf. Beantwortet das deine Frage?

LG

Gast002 · Gast

Hallo Baudi,

mit dieser Erläuterung verstehe ich das Problem jetzt so, daß Du aus der Messung eines periodischen Signals die Schrittweite der digitalisierten Meßwerte bestimmen kannst und dann nach dem tatsächlichen Meßbereich gefragt ist.
Da Du einen 8-Bit AD-Wandler benutzt, gibt es genau 255 Spannungintervalle, die abgebildet werden können. Wenn man Nichtlinearitäten in der Kennlinie des AD-Wandlers vernachlässigt, also annimmt, daß alle Intervalle die gleiche Länge haben, dann ist die Breite des tatsächlichen Meßbereichs = 255 * Schrittweite. Das heißt, wenn Du bei der gemessenen Schrittweite Abweichungen von der theoretischen findest, ist der tatsächliche Meßbereich auf den die 255 digitalen Stufen verteilt werden etwas größer oder kleiner als +/- 10 V.

Beste Grüße

Baudi · Gast

Hallo nochmal,

das macht auf jeden Fall Sinn und wenn ich mir die zu dieser Frage hinführenden Schritte genau ansehe, dann denke ich auch, dass genau dies gefordert sein könnte. Vielen Dank!

LG