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© Guido Kramann

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COACH2
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2 Architektur
3 Anzeige
4 EEPROM
5 I2C
..5.1 MasterSendByte
..5.2 MasterSend2Bytes
..5.3 MasterReceiveByte
..5.4 MasterReceive2Bytes
6 UART
7 DFT
8 FFT
9 Planung2
10 Klassen
..10.1 AnzeigeTaster
..10.2 RS232
..10.3 MotorServo
..10.4 Drehgeber
..10.5 Sensor
..10.6 Funk
11 Adaption
..11.1 Programmiertechnik
..11.2 Evoopt
12 Fuzzy
..12.1 Uebungsaufgabe
..12.2 Fuzzygroesse
..12.3 Fuzzyset
..12.4 Lookuptable
13 Skript
..13.1 Funkkorrektur
..13.2 Skriptsprachen
..13.3 Anforderungen
..13.4 Agentensysteme
..13.5 Implementierung
..13.6 Experimente
14 Gesamtkonzept
..14.1 Skripterweiterung
..14.2 Makroverhalten
67 Echtzeitsysteme
..67.1 Einfuehrung
....67.1.1 Echtzeit
....67.1.2 Korrektheit
....67.1.3 Hardware
....67.1.4 Ziele
....67.1.5 Synchronprogramm
..67.2 Threads
....67.2.1 Java
....67.2.2 Synchronisierung
..67.3 COACH
....67.3.1 Kaskadenregler
....67.3.2 Zeitebene1
....67.3.3 Zeitebene2
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....67.3.6 Puckschwarm
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....67.4.2 Sinus
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....67.5.1 Laufkatze
....67.5.2 Java
....67.5.3 Semaphor
..67.6 Audio
....67.6.1 wav
....67.6.2 Linux
..67.7 Lookup
....67.7.1 Fuzzy
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..67.8 NeuronaleNetze
....67.8.1 Neuron
....67.8.2 Backpropagation
....67.8.3 Umsetzung
....67.8.4 Winkelerkennung
..67.9 Internetprogrammierung
....67.9.1 Codegenerierung
....67.9.2 PHP_Programmierung
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..67.10 DFT
..67.11 FFT
..67.12 Zustandsmaschine
..67.13 Fuzzy
....67.13.1 Fuzzylogik
....67.13.2 FuzzyRegler
....67.13.3 Uebung9
....67.13.5 Softwareentwicklung
......67.13.5.1 AgileSoftwareentwicklung
......67.13.5.2 FuzzyRegler
......67.13.5.3 Uebung
....67.13.6 Umsetzung
......67.13.6.1 FuzzyRegler
......67.13.6.2 Simulation
......67.13.6.3 Optimierung
......67.13.6.4 Uebung
....67.13.7 Haengependel
......67.13.7.1 Haengependel
......67.13.7.2 Simulation
......67.13.7.3 FuzzyRegler
......67.13.7.4 Optimierer
......67.13.7.5 Genetisch
....67.13.8 Information
....67.13.9 Energie

67.6 Digitale Audiotechnik als Anwendungsgebiet für Echtzeitsysteme

  • Heute stehen eine Vielzahl an Audiogeräten zur Verfügung, z.B. Soundkarten in PCs.
  • Diese sind aufgrund der spezifischen Anforderungen für Audioaufzeichnung und -wiedergabe bereits echtzeitfähig.
  • D.h. es ist gewährleistet, das innerhalb der geforderten Samplingzeitperiode die jeweils notwendigen Datenverarbeitungsschritte erfolgen.
  • Einerseits ist der digitale Audiobereich deshalb ein interessantes Anwendungsgebiet für Echtzeitsysteme.
  • Andererseits ist es sinnvoll die verfügbaren Echtzeitsysteme aus dem Audiobereich im technischen Umfeld nutzen zu können.
  • Beide Möglichkeiten sollen in diesem Kapitel exemplarisch behandelt werden.
  • Die Digitalisierung von Audiosignalen bei Aufzeichnung und Wiedergabe erfolgt zeit- und ortsdiskret.
  • Das heißt für die Aufnahme, dass die Abtastung eines Signales in festen Zeitabständen und erfolgt, aber auch die Signalamplitude wird mit einer bestimmten diskreten Auflösung aufgezeichnet:
Zeit- und ortsdiskrete Abtastung eines Audiosignals.

Bild 67.6-1: Zeit- und ortsdiskrete Abtastung eines Audiosignals.

  • Im digitalen Audiobereich sind gängige Zeitabstastraten (Samplingfrequenzen): 11025Hz, 22050Hz, 44100Hz und 88200Hz.
  • Als Auflösung für die Amplitude werden 8Bit, 16Bit und 24Bit verwendet.
  • Typisch ist eine Samplingfrequenz von 44100Hz und eine Amplitudenauflösung von 16Bit (CD-Qualität).
  • Bei einer Stereoaufzeichnung von einer Sekunde Dauer ohne Komprimierung fallen dann Datenmengen von 44100*4 Byte = 176400Byte an.
  • Die maximale Datenkapazität von Audio-CDs wurde so festgelegt, dass Beethovens 9. Symphonie auf einer CD passen sollte.
Aufgabe
  • Für die vier Sätze dieser Symphonie sind bei einer Einspielung von Claudio Abbado folgende Zeiten angegeben:
  • 1. Satz: 15'24'', 2. Satz: 13'50'', 3. Satz: 13'57'', 4. Satz 22'45''.
  • Welche Datenmenge fällt unter obigen Bedingungen hier an (Stereo, 44.1kHz, 16Bit)?