Abtastung und Quantisierung: Online-Quiz für Regelungstechnik

Question 1

Nach dem Abtasttheorem muss die Abtastfrequenz größer oder gleich welcher Frequenz sein, um ein Signal eindeutig zu rekonstruieren?

Accepted Answer

doppelte Signalfrequenz

Answer

halbe Signalfrequenz

Answer

Signalfrequenz

Answer

vierfache Signalfrequenz

Question 2

Was ist eine direkte Folge der Quantisierung eines kontinuierlichen Signals?

Accepted Answer

Einführung eines Quantisierungsfehlers

Answer

Reduzierung der Signalbandbreite

Answer

Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses

Answer

Erhöhung der Abtastfrequenz

Question 3

Welche Art von Signal kann durch Abtastung nicht rekonstruiert werden?

Accepted Answer

Signal mit hoher Frequenz

Answer

Sinussignal

Answer

Bandbegrenztes Signal

Answer

Signal mit Rauschen

Question 4

Welche Methode wird zur Reduzierung des Aliasing-Effekts verwendet?

Accepted Answer

Anti-Aliasing-Filter

Answer

Erhöhte Abtastfrequenz

Answer

Quantisierung mit hoher Auflösung

Answer

Interpolation des abgetasteten Signals

Question 5

Welcher Vorteil wird durch die Abtastung analoger Signale erreicht?

Accepted Answer

Digitalisierung

Answer

Rauschunterdrückung

Answer

Verstärkung des Signals

Answer

Frequenzumwandlung

Question 6

Welche nachteilige Auswirkung kann ein Quantisierungsfehler in einem Regelungssystem haben?

Accepted Answer

Verlust an Regelgenauigkeit

Answer

Erhöhung der Systemstabilität

Answer

Beschleunigung der Systemantwort

Answer

Verbesserung des Regelungsverhaltens bei niedrigen Frequenzen

Question 7

Welcher Satz besagt, dass ein kontinuierliches Signal mit einer Frequenz unterhalb der doppelten Abtastfrequenz eindeutig aus seinen Abtastwerten rekonstruiert werden kann?

Accepted Answer

Satz von Nyquist-Shannon

Answer

Satz von Shannon

Answer

Satz von Bode

Answer

Satz von Lagrange

Question 8

Wie nennt man den Prozess der Zuordnung eines diskreten Wertes zu einem kontinuierlichen Signalwert?

Accepted Answer

Quantisierung

Answer

Abtastung

Answer

Modulation

Answer

Demodulation

Question 9

Was ist eine Folge des Quantisierungsvorgangs?

Accepted Answer

Quantisierungsfehler

Answer

Aliasing

Answer

Rauschen

Answer

Interferenz

Question 10

Welche der folgenden Größen ist KEIN Faktor, der die Quantisierungsgenauigkeit beeinflusst?

Accepted Answer

Abtastfrequenz

Answer

Anzahl der Quantisierungsstufen

Answer

Signal-Rausch-Verhältnis

Answer

Bandbreite des Signals

Question 11

Welches Verfahren wird verwendet, um das Spektrum eines kontinuierlichen Signals nach der Abtastung zu bandbegrenzen?

Accepted Answer

Anti-Aliasing-Filterung

Answer

Interpolation

Answer

Extrapolation

Answer

Differenzierung

Question 12

Welche der folgenden Anwendungen erfordert typischerweise Abtastung und Quantisierung?

Accepted Answer

Digitale Audiowiedergabe

Answer

Analoge Bildverarbeitung

Answer

Optische Messtechnik

Answer

Chemische Analyse

Question 13

Welches Gerät wird verwendet, um ein kontinuierliches Signal abzutasten?

Accepted Answer

Analog-Digital-Wandler

Answer

Digital-Analog-Wandler

Answer

Oszilloskop

Answer

Spektrum-Analysator

Question 14

Welches der folgenden Signale kann nicht eindeutig durch Abtastung rekonstruiert werden?

Accepted Answer

Ein Dreiecksignal mit einer Frequenz von 300 Hz und einer Abtastfrequenz von 250 Hz

Answer

Ein Sinussignal mit einer Frequenz von 100 Hz und einer Abtastfrequenz von 250 Hz

Answer

Ein Rechtecksignal mit einer Frequenz von 200 Hz und einer Abtastfrequenz von 250 Hz

Answer

Ein Rauschsignal mit einer Bandbreite von 0 bis 100 Hz und einer Abtastfrequenz von 250 Hz

Question 15

Wie beeinflusst die Quantisierungsschrittweite den Quantisierungsfehler?

Accepted Answer

Eine kleinere Quantisierungsschrittweite führt zu einem kleineren Quantisierungsfehler.

Answer

Eine größere Quantisierungsschrittweite führt zu einem kleineren Quantisierungsfehler.

Answer

Die Quantisierungsschrittweite hat keinen Einfluss auf den Quantisierungsfehler.

Answer

Eine größere Quantisierungsschrittweite führt zu einem größeren Quantisierungsfehler.

Question 16

Welcher der folgenden Prozesse wird verwendet, um ein analoges Signal in ein digitales Signal umzuwandeln?

Accepted Answer

Abtastung und Quantisierung

Answer

Modulation

Answer

Demodulation

Answer

Kodierung

Question 17

Welche der folgenden Aussagen über das Abtasttheorem ist richtig?

Accepted Answer

Das Abtasttheorem besagt, dass ein Signal mit einer Frequenz, die kleiner als die doppelte Abtastfrequenz ist, eindeutig rekonstruiert werden kann.

Answer

Das Abtasttheorem garantiert eine perfekte Rekonstruktion des Signals.

Answer

Das Abtasttheorem gilt nur für sinusförmige Signale.

Answer

Das Abtasttheorem gilt nur für niederfrequente Signale.

Question 18

Welcher ist der Hauptvorteil der Abtastung gegenüber der kontinuierlichen Übertragung?

Accepted Answer

Reduzierte Datenmenge

Answer

Erhöhte Genauigkeit

Answer

Verbessertes Signal-Rausch-Verhältnis

Answer

Keine Verzögerung

Question 19

Was ist die maximale Frequenz, die ein Signal haben kann, um bei einer bestimmten Abtastfrequenz eindeutig rekonstruiert zu werden?

Accepted Answer

Die doppelte Abtastfrequenz

Answer

Die halbe Abtastfrequenz

Answer

Die dreifache Abtastfrequenz

Answer

Die vierfache Abtastfrequenz

Question 20

Welche der folgenden Aussagen zur Quantisierung beschreibt am besten, was damit erzielt wird?

Accepted Answer

Zuweisen eines diskreten Codes zu einem kontinuierlichen Signalwert

Answer

Umwandlung eines analogen Signals in ein digitales

Answer

Entfernen von Rauschen aus einem Signal

Answer

Erhöhen der Signalbandbreite

Question 21

Was ist der Hauptnachteil der Quantisierung eines kontinuierlichen Signals?

Accepted Answer

Verlust von Informationen

Answer

Erhöhtes Signal-Rausch-Verhältnis

Answer

Verminderte Signalbandbreite

Answer

Kein Nachteil

Question 22

Welche Methode wird verwendet, um ein quantisiertes Signal zurück in ein kontinuierliches Signal umzuwandeln?

Accepted Answer

Interpolation

Answer

Differentiation

Answer

Integration

Answer

Extrapolation

Question 23

Was ist die Definition der Quantisierungsauflösung?

Accepted Answer

Der kleinste Unterschied zwischen zwei möglichen Quantisierungswerten

Answer

Die Anzahl der Bits, die zur Darstellung der quantisierten Werte verwendet werden

Answer

Die Rate, mit der ein Analog-Digital-Wandler ein Signal abtastet

Answer

Die Genauigkeit des rekonstruierten Signals

Question 24

Welches Gerät wird verwendet, um ein kontinuierliches Signal in ein digitales Signal umzuwandeln?

Accepted Answer

Analog-Digital-Wandler (ADC)

Answer

Digital-Analog-Wandler (DAC)

Answer

Operationsverstärker

Answer

Integrierter Schaltkreis

Question 25

Welches Theorem besagt, dass ein kontinuierliches Signal eindeutig durch seine Abtastwerte rekonstruiert werden kann, wenn seine Frequenz unterhalb der doppelten Abtastfrequenz liegt?

Accepted Answer

Nyquist-Shannon-Theorem

Answer

Fourier-Theorem

Answer

Laplace-Theorem

Answer

Z-Transformations-Theorem

Question 26

Wie heißt der Prozess, bei dem einem kontinuierlichen Signalwert ein diskreter Wert zugeordnet wird?

Accepted Answer

Quantisierung

Answer

Abtastung

Answer

Digitalisierung

Answer

Modulation

Question 27

Welcher Algorithmus wird verwendet, um ein abgetastetes Signal aus seinen Abtastwerten zu rekonstruieren?

Accepted Answer

Inverse Fourier-Transformation

Answer

Fourier-Transformation

Answer

Laplace-Transformation

Answer

Inverse Laplace-Transformation

Question 28

Welcher der folgenden Vorteile ist mit der Quantisierung verbunden?

Accepted Answer

Vereinfachung der Signalverarbeitung

Answer

Reduzierung des Signal-Rausch-Verhältnisses

Answer

Erhöhung der Übertragungsbandbreite

Answer

Verbesserung der Signalauflösung

Question 29

Welche Abtastfrequenz ist erforderlich, um ein Signal mit einer Bandbreite von 2 kHz verzerrungsfrei zu digitalisieren?

Accepted Answer

4 kHz

Answer

1 kHz

Answer

2 kHz

Answer

8 kHz

Question 30

Welche der folgenden Operationen ist ein wesentlicher Bestandteil der Abtastung?

Accepted Answer

Auswahl diskreter Werte aus einem kontinuierlichen Signal

Answer

Umrechnung der Werte in ein digitales Format

Answer

Entfernung von Rauschen aus dem Signal

Answer

Verstärkung des Signals

Question 31

Welche der folgenden Aussagen zur Schrittweite des Quantisierers ist korrekt?

Accepted Answer

Sie bestimmt die Auflösung des quantisierten Signals

Answer

Sie ist unabhängig von der Signalbandbreite

Answer

Sie ist immer ein Vielfaches der Abtastfrequenz

Answer

Sie hat keinen Einfluss auf die Quantisierungsgenauigkeit

Question 32

Welcher Faktor hat den größten Einfluss auf die Genauigkeit der Quantisierung?

Accepted Answer

Schrittweite des Quantisierers

Answer

Signalbandbreite

Answer

Abtastfrequenz

Answer

Signal-Rausch-Verhältnis

Question 33

Welches Gerät verwendet Abtastung und Quantisierung, um Informationen zu erfassen?

Accepted Answer

Digitalkamera

Answer

Digitaluhr

Answer

Analogoszilloskop

Answer

Thermometer

Question 34

Welches Gerät wird zur Abtastung von Signalen verwendet?

Accepted Answer

Analog-Digital-Wandler

Answer

Digital-Analog-Wandler

Answer

Oszilloskop

Answer

Spektrum-Analysator

Question 35

Welcher Faktor beeinflusst die Quantisierungsauflösung?

Accepted Answer

Anzahl der Bits

Answer

Signalamplitude

Answer

Signalfrequenz

Answer

Abtastfrequenz

Question 36

Gemäß dem Abtasttheorem kann ein kontinuierliches Signal unter welcher Bedingung eindeutig durch seine Abtastwerte rekonstruiert werden?

Accepted Answer

Die Abtastfrequenz ist mindestens doppelt so hoch wie die höchste Frequenzkomponente des Signals.

Answer

Die Abtastfrequenz ist mindestens halb so hoch wie die höchste Frequenzkomponente des Signals.

Answer

Die Abtastfrequenz ist mindestens gleich der höchsten Frequenzkomponente des Signals.

Question 37

Was ist Quantisierung bei der Signalverarbeitung?

Accepted Answer

Der Prozess, bei dem kontinuierliche Signalwerte durch diskrete Werte dargestellt werden

Answer

Der Prozess, bei dem diskrete Signalwerte in kontinuierliche Werte umgewandelt werden

Answer

Der Prozess, bei dem die Amplitude eines Signals verstärkt oder abgeschwächt wird

Question 38

Welche der folgenden Optionen ist ein Nachteil der Quantisierung?

Accepted Answer

Sie führt zu Quantisierungsfehlern.

Answer

Sie erhöht die Signalbandbreite.

Answer

Sie verzögert das Signal.

Question 39

Wie wirkt sich eine höhere Anzahl von Bits in einem Quantisierer auf den Quantisierungsfehler aus?

Accepted Answer

Sie reduziert den Quantisierungsfehler.

Answer

Sie hat keinen Einfluss auf den Quantisierungsfehler.

Answer

Sie erhöht den Quantisierungsfehler.

Question 40

Was ist der Hauptunterschied zwischen analoger und digitaler Abtastung?

Accepted Answer

Analoge Abtastung erzeugt kontinuierliche Signalwerte, während digitale Abtastung diskrete Signalwerte erzeugt.

Answer

Digitale Abtastung ist schneller als analoge Abtastung.

Answer

Analoge Abtastung ist genauer als digitale Abtastung.

Question 41

Welches Abtastverfahren wird typischerweise in Delta-Sigma-Analog-Digital-Wandlern (ADCs) verwendet?

Accepted Answer

Überabtastung und Rauschformung

Answer

Doppelrampen-Analog-Digital-Wandlung

Answer

Spannungsvergleichverfahren

Answer

Halte-und-Abtastverfahren

Question 42

Was ist die Hauptfunktion eines Tiefpassfilters nach einem Digital-Analog-Wandler (DAC)?

Accepted Answer

Entfernung von Hochfrequenzkomponenten, die durch die Abtastung entstehen.

Answer

Verringerung des Rauschens im Ausgangssignal

Answer

Verstärkung des Ausgangssignals

Question 43

Welche Aussage beschreibt den Prozess der Quantisierung korrekt?

Accepted Answer

Zuordnung eines diskreten Wertes zu einem kontinuierlichen Signalwert

Answer

Reduktion der Rauschleistung eines Signals

Answer

Umwandlung eines analogen Signals in ein digitales Signal

Question 44

Erfüllt ein System mit einer Abtastrate von 10 kHz und einer maximalen Signalfrequenz von 4 kHz das Abtasttheorem?

Accepted Answer

Ja

Answer

Nein

Answer

Nur bei bandbegrenzten Signalen

Question 45

Was ist der Hauptvorteil der gleichmäßigen Quantisierung?

Accepted Answer

Einfache Implementierung

Answer

Verbessertes Signal-Rausch-Verhältnis

Answer

Geringste Quantisierungsfehler

Answer

Höchste Genauigkeit

Question 46

Welche Aussage zum Quantisierungsrauschen ist korrekt?

Accepted Answer

Es ist bei jeder Quantisierung unvermeidlich.

Answer

Es kann durch eine höhere Bittiefe eliminiert werden.

Answer

Es hat keine Auswirkung auf die Signalqualität.

Answer

Es tritt nur bei ungleichmäßigen Quantisierern auf.

Question 47

Was ist der Zweck eines Dezimationsfilters im Zusammenhang mit Abtasten und Quantisieren?

Accepted Answer

Reduzierung der Abtastrate

Answer

Entfernung von Quantisierungsrauschen

Answer

Rekonstruktion des ursprünglichen Signals

Answer

Erhöhung der Abtastrate

Question 48

Nach welchem Abtasttheorem kann ein kontinuierliches Signal eindeutig durch seine Abtastwerte rekonstruiert werden, wenn seine Frequenz kleiner als die doppelte Abtastfrequenz ist?

Accepted Answer

Nyquist-Shannon-Theorem

Answer

Carson-Theorem

Answer

Whittaker-Shannon-Theorem

Answer

Gibbs-Theorem

Question 49

Ein kontinuierliches Signal mit einer Bandbreite von 10 kHz soll mit einer Abtastfrequenz von 22 kHz abgetastet werden. Wie viele Abtastwerte werden pro Sekunde benötigt?

Accepted Answer

22.000

Answer

4.400

Answer

2.200

Answer

10.000

Question 50

Welche Aussage zur Quantisierungskennlinie ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ist typischerweise nichtlinear.

Answer

Sie ist immer symmetrisch.

Answer

Sie ist immer ungerade.

Answer

Sie ist immer linear.

Question 51

Ein kontinuierliches Signal mit einer Bandbreite von 5 kHz wird mit einer Abtastfrequenz von 12 kHz abgetastet. Welcher Rekonstruktionsfilter ist zur Wiederherstellung des ursprünglichen Signals geeignet?

Accepted Answer

Tiefpassfilter mit einer Grenzfrequenz von 5 kHz

Answer

Hochpassfilter mit einer Grenzfrequenz von 5 kHz

Answer

Hochpassfilter mit einer Grenzfrequenz von 12 kHz

Answer

Tiefpassfilter mit einer Grenzfrequenz von 12 kHz

Question 52

Welche Aussage zur Impulsantwort eines idealen Tiefpassrekonstruktionsfilters ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ist ein Rechteckimpuls mit der Dauer einer Abtastperiode.

Answer

Sie ist ein Sinusimpuls mit der Frequenz der Abtastfrequenz.

Answer

Sie ist ein Dreiecksimpuls mit der Amplitude der Abtastfrequenz.

Answer

Sie ist ein Exponentialimpuls mit der Zeitkonstante der Grenzfrequenz.

Question 53

Warum wird ein Signal quantisiert?

Accepted Answer

Um das Signal digital zu speichern und zu verarbeiten.

Answer

Um das Signal zu verstärken.

Answer

Um das Signal zu filtern.

Question 54

Welches Phänomen tritt durch die Umwandlung eines kontinuierlichen Signals in ein diskretes Signal auf?

Accepted Answer

Quantisierungsfehler

Answer

Phasenverschiebung

Answer

Frequenzverschiebung

Answer

Amplitudenmodulation

Question 55

Welche Aussage über Abtastung und Quantisierung ist **falsch**?

Accepted Answer

Die Abtastfrequenz beeinflusst die Genauigkeit der Quantisierung.

Answer

Die Abtastfrequenz muss mindestens doppelt so hoch sein wie die höchste Frequenz im Signal.

Answer

Die Quantisierung führt zu einem Verlust an Informationen.

Question 56

Ein Signal wird mit einer Abtastfrequenz von 1 kHz abgetastet und mit 8 Bit quantisiert. Wie viele verschiedene Quantisierungsstufen gibt es?

Accepted Answer

256

Answer

1024

Answer

16

Answer

8

Question 57

In welchem Szenario ist die Quantisierungsgenauigkeit am höchsten?

Accepted Answer

Mehr Quantisierungsstufen

Answer

Geringere Abtastfrequenz

Answer

Höhere Signalfrequenz

Answer

Weniger Bits pro Quantisierungsstufe

Question 58

Ein Signal mit einer Bandbreite von 5 kHz wird mit einer Abtastfrequenz von 12 kHz abgetastet. Welches Problem tritt auf?

Accepted Answer

Aliasing

Answer

Unterabtastung

Answer

Quantisierungsfehler

Answer

Überabtastung

Question 59

Wie kann der Quantisierungsfehler reduziert werden?

Accepted Answer

Verwendung einer höheren Anzahl von Bits pro Quantisierungsstufe

Answer

Verwenden einer niedrigeren Abtastfrequenz

Answer

Verwenden eines Filters vor der Quantisierung

Question 60

Welche Auswirkung hat die Abtastfrequenz auf die Rekonstruktion eines Signals aus seinen Abtastwerten?

Accepted Answer

Die Abtastfrequenz bestimmt die maximale Frequenz, die im rekonstruierten Signal vorhanden sein kann.

Answer

Die Abtastfrequenz beeinflusst die Amplitude des rekonstruierten Signals.

Question 61

Ein Sensor liefert einen kontinuierlichen Spannungswert. Wie wird dieser Wert in einen digitalen Wert umgewandelt, der von einem Mikrocontroller verarbeitet werden kann?

Accepted Answer

Abtastung und Quantisierung

Answer

Filtern und Verstärken

Answer

Modulieren und Demodulieren

Answer

Differenzieren und Integrieren

Question 62

Ein kontinuierliches Signal mit einer Frequenz von 100 Hz wird mit einer Abtastfrequenz von 200 Hz abgetastet.  Ist das Abtasttheorem erfüllt?

Accepted Answer

Ja, die Abtastfrequenz ist doppelt so hoch wie die Signalfrequenz.

Answer

Nein, die Abtastfrequenz muss mindestens viermal so hoch sein wie die Signalfrequenz.

Answer

Nein, die Abtastfrequenz ist nicht hoch genug.

Question 63

Was ist die Hauptursache für den Quantisierungsfehler?

Accepted Answer

Die Approximation eines kontinuierlichen Signalwerts durch einen diskreten Wert.

Answer

Die begrenzte Auflösung des Analog-Digital-Wandlers.

Answer

Die Verwendung einer zu niedrigen Abtastfrequenz.

Question 64

Welche der folgenden Maßnahmen reduziert den Quantisierungsfehler?

Accepted Answer

Erhöhung der Anzahl der Quantisierungsstufen.

Answer

Vergrößerung der Bandbreite des Signals.

Answer

Verkleinerung der Abtastzeit.

Answer

Verwendung eines Tiefpassfilters vor der Abtastung.