Inhalt | 8 |
1 Einführung | 12 |
1.1 Historische Entwicklung | 12 |
1.2 Moderne Messwerterfassung und -verarbeitung | 15 |
2 Digital-Analog-Umsetzer | 17 |
2.1 Grundbegriffe und Kennlinie | 17 |
2.2 Verfahren zur DA-Umsetzung | 20 |
2.3 Fehlerbetrachtung | 21 |
2.4 Übungen | 25 |
2.5 Lösungen | 25 |
3 Analog-Digital-Umsetzer | 28 |
3.1 Grundbegriffe und Kennlinie | 28 |
3.2 Verfahren zur AD-Umsetzung | 31 |
3.3 Quantisierungsfehler | 33 |
3.4 Codierungen für Datenwandler | 36 |
3.5 AD-Umsetzung bei zeitveränderlicher Eingangsspannung | 38 |
3.6 Sample-Hold-Schaltung | 40 |
3.7 Übungen | 45 |
3.8 Lösungen | 46 |
4 Signalabtastung und Signalrekonstruktion | 49 |
4.1 Abtastung und Abtast-Theorem | 49 |
4.2 Rekonstruktion des analogen Signals | 53 |
4.3 Übungen | 56 |
4.4 Lösungen | 58 |
5 Messwerterfassungssysteme | 60 |
5.1 Grundstrukturen von Messwerterfassungssystemen | 60 |
5.2 Ausgewählte Sensoren | 66 |
5.2.1 Dehnungsmessstreifen (DMS) | 67 |
5.2.2 Kapazitive Messfühler | 69 |
5.2.3 Induktive Messfühler | 77 |
5.3 Signalkonditionierung | 79 |
5.4 Schaltungen zur Signalkonditionierung | 79 |
5.4.1 Messverstärker | 80 |
5.4.2 Filter | 87 |
5.4.3 Messbrücken | 87 |
5.4.4 Trägerfrequenz-Messverfahren | 90 |
5.5 Übungen | 94 |
5.6 Lösungen | 96 |
6 Grundlagen zur digitalen Signalverarbeitung | 99 |
6.1 Einführung | 99 |
6.2 Grundelemente der digitalen Signalverarbeitung | 109 |
6.3 Testsignale | 116 |
6.4 Übungen | 118 |
6.5 Lösungen | 120 |
7 Digitale Filter | 127 |
7.1 Filterentwurf | 130 |
7.2 Filterentwurf mit einem Toleranzschema | 130 |
7.3 IIR-Filterentwurf mit der impulsinvarianten z-Transformation | 135 |
7.4 Filterentwurf mit der bilinearen z-Transformation | 138 |
7.5 Transformation zwischen Tiefpass- und Hochpassfilter | 148 |
7.6 Realisierung von Bandsperren und Bandpässen | 151 |
7.7 Filter höherer Ordnung | 152 |
7.8 Entwurfsverfahren für FIR-Filter | 158 |
7.9 FIR-Filterentwurf mit einem Approximationsverfahren | 162 |
7.10 Übungen | 174 |
7.11 Lösungen | 175 |
8 Diskrete Fourier-Transformation | 180 |
8.1 Übungen | 197 |
8.2 Lösungen | 197 |
9 Digitale Signalprozessoren | 202 |
9.1 Architektur | 202 |
9.2 Befehlsverarbeitung | 203 |
9.3 Zahlenformate | 205 |
9.4 Besondere Adressierungsarten | 205 |
9.5 DSP-Markt | 206 |
9.6 Übungen | 206 |
9.7 Lösungen | 207 |
10 PC-Messtechnik | 208 |
10.1 Messwerterfassung mit dem PC | 208 |
10.2 Software zur PC-Messtechnik | 210 |
10.3 Programmierung von Messgeräten über GPIB | 211 |
10.3.1 Hardwareaufbau | 211 |
10.3.2 Verwendete LabVIEW-Funktionen | 216 |
10.3.3 Programmierung von Messaufgaben | 219 |
10.3.3.1 Amplitudengang eines Filter aufnehmen | 219 |
10.3.3.2 Frequenzgenauigkeit eines Funktionsgenerators überprüfen | 228 |
10.3.3.3 Realisierung einer Waage mit Dehnungsmessstreifen | 234 |
10.4 Programmierung von USB-Messmodulen | 239 |
10.4.1 Hardwareaufbau von Messmodulen | 239 |
10.4.2 Verwendete LabVIEW-Funktionen | 242 |
10.4.3 Programmierung von Messaufgaben | 242 |
10.4.3.1 Temperaturmessung | 242 |
10.4.3.2 Wetterstation für Druck, Feuchte und Temperatur | 245 |
10.4.3.3 Signalanalyse | 247 |
10.5 Übungen | 250 |
10.6 Lösungen | 252 |
Literatur | 256 |
Index | 258 |