Microcontrollers benötigen oft z.B. für (Luftgüte-) Sensoren ein Interface für analoge Signale. Sie müssen beispielsweise analoge Eingangssignale vom Mikrofon oder Temperatursensor auf digitale Daten mitteles eines ADCs (Analog Digital Converter) konvertieren können. Umgekehrt sollen sie außerdem in der Lage sein, digitale Signale in analoge umzuwandeln (DAC) - z.B. beim Antrieb eines Lautsprechers oder Gleichstrommotors.

Die Analog Interfaces am Mbed LPC1768 können an Pins mit oranger Beschriftung (p15 ... p20) verwendet werden. Im Handbook werden die beiden Analog I/O definiert, die in den Slides ADC - Analog I/O beschrieben werden:

• AnalogIn - Liest die an einen analogen Eingangs-Pin angelegte Spannung
• AnalogOut - Stellen Sie die Spannung eines Analogausgangs-Pins ein

Der LPC1768-Chip des Mbed verfügt über einen 12-Bit-ADC, was eine Auflösung von 3.3/2^12 , oder 0.8 mV ergibt.

Der LPC1768-Chip des Mbed verfügt über einen 10-Bit-DAC (n = 10)

• Das mbed verwendet seine eigene 3,3-V-Spannungsversorgung als Referenz
• Es werden also 2^n Samples in der mbed DAC-Ausgabe charakteristisch (1024)
• Die Auflösung beträgt daher 3,3 / 1024, das sind 3,2 mV pro Bit.

Fragen¶

1. Was tut ein ADC?
2. Skizzieren Sie ein Beispiel für einen 3-Bit ADC iund einer Spannung von 0 bis 7V.
3. Wo trifft man auf A/D-Wandler?
4. Welche Auflösung hat ein ADC mit 12 Bits?
5. Wie hoch mss die Samplingrate bzw. Samplingfequenz mindestens gewählt werden damit das Nutzsignal beliebig genau rekonstruiert werden kann?
6. Das Abtasttheorem besagt, dass ein auf eine bestimmte Frequenz f bandbegrenztes Signal aus einer Folge von äquidistanten Abtastwerten exakt rekonstruiert werden kann, wenn es mit einer Frequenz von größer als der doppelten Frequenz (2*f) abgetastet wurde. Nach welchen zwei Herren ist dieses Theorem benannt?