Sampling: Unterschied zwischen den Versionen
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Der Begriff Sampling (englisch sample = ‚Stichprobe', ‚Auswahl') steht für Entnahme von Stichproben, um Informationen über eine bestimmte Menge zu erhalten. Als Kulturtechnik ist Sampling in der Musik bekannt. Bestimmte Motive oder andere Elementen werden von einem Musikstück mit teils leichter Verfremdung in einem anderen Übernommen. In der Nachrichtentechnik beschreibt Sampling die Abtastung (engl. Sampling) eines Signals. Um aus einem zeitkontinuierlichem Signal ein zeitdiskretes Signal zu gewinnen, werden in gleichmäßigen Zeitintervallen diskrete Messpunkte gemessen. Die Zahl der Messungen bzw. Samples pro Sekunde wird als Abtastrate bezeichnet. Um ein analoges zeitkontinuierliches Signal vollkommen zu digitalisieren benötigt es neben der Abtastung zusätzlich einer Quantisierung. Hierbei wird zur Wertediskretisierung der Messbereich der Eingangsgröße in eine endliche Zahl aneinander grenzender Intervalle unterteilt und jedem eine Quantisierungsstufe zugewiesen. Das zeitdiskrete Signal wird nun über die Quantisierungskennlinie auf die einzelnen Stufen umgesetzt. Das nun zeit- und wartediskrete Signal wird Digitalsignal genannt. Je mehr Abtastete entnommen werden desto genauer wird das Analoge Signal abgebildet, desto mehr Daten müssen aber auch verarbeitet und gespeichert werden. Man ist daher daran interessiert möglichst wenige Abtastungen vornehmen zu müssen, will aber das kontinuierliche Signal wieder eindeutig rekonstruieren können.Die Abtastfrequenz muss mindestens doppelt so groß seinwiedieho ̈chsteimSignalvorkommendeFrequenz (Signal-Grenzfrequenz). Wird das Abtasttheorem eingehalten, kann das Originalsignal aus dem abgetasteten Signal exakt rekonstruiert werden (mittels einer Tiefpassfilterung). Wird das Abtasttheorem nicht eingehalten, treten bei der Rekonstruktion sogenannte Aliasing-Fehler auf. Das Originalsignal kann nicht fehlerfrei rekonstruiert werden. | |||
Durch die Abtastung geht die Zeitinformation des kontinuierlichen Signals verloren. Schreibt man die Abtastdaten auf eine Liste, kann man nicht erkennen, welche Zeit zwischen den Abtasteten vergeht. Das Abgetastet Signal ist bezüglich seiner zeitlichen Verteilung also dimensionslos. Dieser Umstand kann bei einer Rückführung in eine Analoges Signal beispielsweise zur Wiedergabe problematisch sein. Gleichzeitig machen sich z.B. Synthesizer diesen Umstand zu nutze. Werden die Werte in unterschiedlichen Geschwindigkeiten an den Digital/Analogwandler geschickt, können so Töne unterschiedlicher Frequenz erzeugt werden. | |||
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Version vom 8. Oktober 2017, 17:47 Uhr
Begriff
Der Begriff Sampling (englisch sample = ‚Stichprobe', ‚Auswahl') steht für Entnahme von Stichproben, um Informationen über eine bestimmte Menge zu erhalten. Als Kulturtechnik ist Sampling in der Musik bekannt. Bestimmte Motive oder andere Elementen werden von einem Musikstück mit teils leichter Verfremdung in einem anderen Übernommen. In der Nachrichtentechnik beschreibt Sampling die Abtastung (engl. Sampling) eines Signals. Um aus einem zeitkontinuierlichem Signal ein zeitdiskretes Signal zu gewinnen, werden in gleichmäßigen Zeitintervallen diskrete Messpunkte gemessen. Die Zahl der Messungen bzw. Samples pro Sekunde wird als Abtastrate bezeichnet. Um ein analoges zeitkontinuierliches Signal vollkommen zu digitalisieren benötigt es neben der Abtastung zusätzlich einer Quantisierung. Hierbei wird zur Wertediskretisierung der Messbereich der Eingangsgröße in eine endliche Zahl aneinander grenzender Intervalle unterteilt und jedem eine Quantisierungsstufe zugewiesen. Das zeitdiskrete Signal wird nun über die Quantisierungskennlinie auf die einzelnen Stufen umgesetzt. Das nun zeit- und wartediskrete Signal wird Digitalsignal genannt. Je mehr Abtastete entnommen werden desto genauer wird das Analoge Signal abgebildet, desto mehr Daten müssen aber auch verarbeitet und gespeichert werden. Man ist daher daran interessiert möglichst wenige Abtastungen vornehmen zu müssen, will aber das kontinuierliche Signal wieder eindeutig rekonstruieren können.Die Abtastfrequenz muss mindestens doppelt so groß seinwiedieho ̈chsteimSignalvorkommendeFrequenz (Signal-Grenzfrequenz). Wird das Abtasttheorem eingehalten, kann das Originalsignal aus dem abgetasteten Signal exakt rekonstruiert werden (mittels einer Tiefpassfilterung). Wird das Abtasttheorem nicht eingehalten, treten bei der Rekonstruktion sogenannte Aliasing-Fehler auf. Das Originalsignal kann nicht fehlerfrei rekonstruiert werden.
Durch die Abtastung geht die Zeitinformation des kontinuierlichen Signals verloren. Schreibt man die Abtastdaten auf eine Liste, kann man nicht erkennen, welche Zeit zwischen den Abtasteten vergeht. Das Abgetastet Signal ist bezüglich seiner zeitlichen Verteilung also dimensionslos. Dieser Umstand kann bei einer Rückführung in eine Analoges Signal beispielsweise zur Wiedergabe problematisch sein. Gleichzeitig machen sich z.B. Synthesizer diesen Umstand zu nutze. Werden die Werte in unterschiedlichen Geschwindigkeiten an den Digital/Analogwandler geschickt, können so Töne unterschiedlicher Frequenz erzeugt werden.
Medienwissenschaftliche Perspektive
Nur wer sich diesen Prozess bewusst macht, kann die unterscheidlichekit digital analog richtig verstehen - ungeheuerer brach
Artefakte
Weiterführendes