Signalverarbeitung: Online-Quiz für Studierende der Automatisierungstechnik

Question 1

Welche Aussage zur Signalaufbereitung ist korrekt?

Accepted Answer

Alle genannten Aussagen sind korrekt.

Answer

Sie wandelt analoge Signale in digitale um.

Answer

Sie unterdrückt unerwünschte Störkomponenten.

Answer

Sie verbessert das Verhältnis von Nutzsignal zu Rauschen.

Question 2

Welche Anwendungssituation erfordert in der Regel eine hohe Filterordnung?

Accepted Answer

Unterdrückung von hochfrequentem Rauschen

Answer

Reduzierung von Aliasing-Effekten

Answer

Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses

Answer

Dämpfung von Transienten

Question 3

Welches Filterdesignverfahren ist für IIR-Filter geeignet?

Accepted Answer

Alle genannten Verfahren

Answer

Butterworth

Answer

Tschebyscheff

Answer

Bessel

Question 4

Wie wird der Frequenzbereich eines Bandpassfilters definiert?

Accepted Answer

Durch Mittenfrequenz und Bandbreite

Answer

Durch die beiden Grenzfrequenzen

Answer

Durch die Verstärkung bei der Resonanzfrequenz

Answer

Durch die Phasenverschiebung bei der Mittenfrequenz

Question 5

Welche Aussage zur digitalen Signalverarbeitung ist korrekt?

Accepted Answer

Alle genannten Aussagen sind korrekt.

Answer

Sie ermöglicht komplexe Algorithmen.

Answer

Sie benötigt hohe Rechenleistung.

Answer

Sie ist unempfindlich gegenüber Rauschen.

Question 6

Welche Einheit beschreibt die elektrische Spannung in einem analogen System?

Accepted Answer

Volt

Answer

Ampere

Answer

Ohm

Answer

Hertz

Question 7

Welche Aufgabe erfüllt ein Tiefpassfilter in einem Signalverarbeitungssystem?

Accepted Answer

Entfernung von hochfrequenten Signalanteilen

Answer

Verstärkung von niederfrequenten Signalanteilen

Answer

Erzeugung einer Gleichspannung

Answer

Umsetzung analoger in digitale Signale

Question 8

Mit welchem Wandlertyp werden analoge Signale in digitale Signale umgewandelt?

Accepted Answer

ADC (Analog-Digital-Wandler)

Answer

DAC (Digital-Analog-Wandler)

Answer

Spannungs-Strom-Wandler

Answer

Strom-Spannungs-Wandler

Question 9

Welche Aussage zum Abtasttheorem ist korrekt?

Accepted Answer

Die Abtastrate muss mindestens doppelt so hoch sein wie die höchste Signalfrequenz

Answer

Die Abtastrate muss mindestens gleich der höchsten Signalfrequenz sein

Answer

Die Abtastrate muss ein Vielfaches der höchsten Signalfrequenz sein

Answer

Die Abtastrate hat keinen Einfluss auf die Digitalisierungsgenauigkeit

Question 10

Welcher Vorteil ergibt sich aus der Verwendung eines Differenzverstärkereingangs?

Accepted Answer

Unterdrückung von Gleichtaktstörungen

Answer

Verbessertes Signal-Rausch-Verhältnis

Answer

Reduzierte Eingangsoffsetspannung

Answer

Erweiterter Eingangsspannungsbereich

Question 11

Welche Kennzahl beschreibt die Zeitdauer, die ein Signal benötigt, um seinen Maximalwert zu erreichen?

Accepted Answer

Anstiegszeit

Answer

Abklingzeit

Answer

Einschwingzeit

Answer

Verzögerungszeit

Question 12

Welche primäre Funktion erfüllt ein Instrumentenverstärker in einem Signalverarbeitungssystem?

Accepted Answer

Verstärkung schwacher Signale

Answer

Störungsunterdrückung

Answer

Isolation von Ein- und Ausgangssignalen

Answer

Umwandlung von Spannungs- in Stromsignale

Question 13

Welcher Algorithmus wird zur Berechnung des gleitenden Mittelwerts eines Signals verwendet?

Accepted Answer

Gleitender Mittelwert

Answer

Exponentielle Glättung

Answer

Kalman-Filter

Answer

Fourier-Transformation

Question 14

Welche Aussage zur Fourier-Transformation ist nicht korrekt?

Accepted Answer

Sie ist irreversibel

Answer

Sie wandelt ein Zeitsignal in ein Frequenzsignal um

Answer

Sie liefert Informationen über Amplituden und Phasen von Frequenzkomponenten

Answer

Sie ist eine lineare Transformation

Question 15

Welchem Zweck dient ein Sigma-Delta-Wandler?

Accepted Answer

Umwandlung analoger Signale in digitale Signale mit hoher Auflösung

Answer

Umwandlung digitaler Signale in analoge Signale mit hoher Geschwindigkeit

Answer

Erzeugung von Zufallszahlen

Answer

Verstärkung von Gleichspannungssignalen

Question 16

Welche Rauschunterdrückungsmethode ist optimal für Anwendungen mit hohen Frequenzen und einem schmalen Signalband?

Accepted Answer

Filterung

Answer

Glättung

Answer

Mittelung

Answer

Ableitung

Question 17

Welche Komponente ist zuständig für die Wandlung eines analogen Signals in ein digitales Signal?

Accepted Answer

Analog-Digital-Wandler

Answer

Sensor

Answer

Mikroprozessor

Answer

Filter

Question 18

Welcher Filtertyp wird verwendet, um unerwünschte hochfrequente Anteile aus einem Signal zu entfernen?

Accepted Answer

Tiefpassfilter

Answer

Hochpassfilter

Answer

Bandpassfilter

Answer

Kerbfilter

Question 19

Welche Aussage zur digitalen Signalabtastung ist korrekt?

Accepted Answer

Die Abtastrate muss mindestens doppelt so hoch sein wie die höchste Frequenzkomponente im Signal.

Answer

Bei einer zu hohen Abtastrate kann es zu Aliasing kommen.

Answer

Die Abtastrate hat keinen Einfluss auf die Qualität des digitalisierten Signals.

Answer

Die Abtastrate kann niedriger sein als die höchste Frequenzkomponente im Signal.

Question 20

Welcher Algorithmus wird verwendet, um Mittelwerte aus einem Signal zu berechnen?

Accepted Answer

Gleitsicherungsfilter

Answer

Medianfilter

Answer

Exponentialfilter

Answer

Savitzky-Golay-Filter

Question 21

Welche der aufgeführten Techniken wird zur Rauschunterdrückung in Signalen eingesetzt?

Accepted Answer

Filterung

Answer

Glättung

Answer

Extrapolation

Answer

Interpolation

Question 22

Was besagt das Sampling-Theorem?

Accepted Answer

Die Abtastrate muss mindestens doppelt so hoch sein wie die höchste Frequenzkomponente im Signal, um eine verzerrungsfreie Rekonstruktion des Signals zu gewährleisten.

Answer

Das Sampling-Theorem gilt nur für digitale Signale.

Answer

Das Sampling-Theorem kann durch Anti-Aliasing-Filter umgangen werden.

Answer

Das Sampling-Theorem ist nur bei diskreten Signalen anwendbar.

Question 23

Wie trägt die Fourier-Transformation zur Analyse von Schwingungen in mechanischen Systemen im Bereich der automatisierten Signalverarbeitung bei?

Accepted Answer

Ermöglicht die Untersuchung der Frequenzanteile von Schwingungssignalen und liefert Einblicke in Resonanzen und Eigenfrequenzen.

Answer

Beschränkt sich ausschließlich auf die Analyse elektrischer Signale.

Answer

Liefert nur Informationen über Amplitude und Phase von Signalen im Zeitbereich.

Answer

Hat keine praktische Bedeutung für die automatisierte Signalverarbeitung.

Question 24

Welche der folgenden Aussagen zur Analog-Digital-Wandlung (ADC) beschreibt deren Funktion?

Accepted Answer

Wandelt ein analoges Signal in ein digitales Signal um.

Answer

Wandelt ein digitales Signal in ein analoges Signal um.

Answer

Erzeugt ein Signal mit höherer Frequenz als das Eingangssignal.

Answer

Reduziert das Rauschen in einem Signal.

Question 25

Welche Art von Filter unterdrückt hochfrequente Störungen effektiv?

Accepted Answer

Tiefpassfilter

Answer

Hochpassfilter

Answer

Bandpassfilter

Answer

Bandsperrfilter

Question 26

Welche Kriterien sind bei der Auswahl eines geeigneten Filters von entscheidender Bedeutung?

Accepted Answer

Grenzfrequenz, Flankensteilheit und Phasenverschiebung

Answer

Nur die Grenzfrequenz

Answer

Nur die Flankensteilheit

Answer

Nur die Phasenverschiebung

Question 27

Welche Technik verbessert das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) effektiv?

Accepted Answer

Mittelung

Answer

Differenzierung

Answer

Integration

Answer

Verstärkung

Question 28

Welcher Faktor hat keinen Einfluss auf die Genauigkeit einer ADC?

Accepted Answer

Eingangssignalfrequenz

Answer

Auflösung

Answer

Quantisierungsfehler

Answer

Abtastrate

Question 29

Welche Anwendung erfordert typischerweise eine hohe Abtastrate in der Signalverarbeitung?

Accepted Answer

Bildverarbeitung

Answer

Temperaturregelung

Answer

Positionsbestimmung

Answer

Manuelle Steuerung

Question 30

Welche Filtereigenschaft ist charakteristisch für Bessel-Filter?

Accepted Answer

Geringe Gruppenlaufzeitverzerrung

Answer

Linearphasenantwort

Answer

Sehr steile Flankensteilheit

Answer

Hohe Resonanz

Question 31

Welche Aussage zur Kalman-Filterung ist korrekt?

Accepted Answer

Es ist ein rekursiver Schätzalgorithmus.

Answer

Es kann nur Prozessrauschen berücksichtigen.

Answer

Es erfordert ein nichtlineares Systemmodell.

Answer

Es wird hauptsächlich in der Bildverarbeitung eingesetzt.

Question 32

Welche Komponenten sind essentielle Bestandteile eines Signalverarbeitungssystems?

Accepted Answer

Sensoren, Analog-Digital-Wandler und Steuergeräte

Answer

Nur Sensoren

Answer

Nur Analog-Digital-Wandler

Answer

Nur Steuergeräte

Question 33

Welches Verfahren wird zur Umwandlung analoger in digitale Signale eingesetzt?

Accepted Answer

Quantisierung

Answer

Amplitudenmodulation

Answer

Frequenzmodulation

Answer

Pulsweitenmodulation

Question 34

Welcher Faktor bestimmt die Genauigkeit eines Analog-Digital-Wandlers?

Accepted Answer

Bittiefe

Answer

Abtastrate

Answer

Quantisierungsrauschen

Answer

Signal-Rausch-Verhältnis

Question 35

Welcher Algorithmus wird häufig zur Rauschunterdrückung in Signalen verwendet?

Accepted Answer

Mittelwertfilter

Answer

Fourier-Transformation

Answer

Laplace-Transformation

Answer

Kalman-Filter

Question 36

Welche Komponente dient zur galvanischen Trennung von Signalen?

Accepted Answer

Transformatoren

Answer

Filter

Answer

Verstärker

Answer

Spannungsregler

Question 37

Welcher Filtertyp weist die steilste Flanke auf?

Accepted Answer

Elliptischer Filter

Answer

Butterworth-Filter

Answer

Bessel-Filter

Answer

Tschebyscheff-Filter

Question 38

Welche Aussage beschreibt die Beziehung zwischen Sensoren und Aktoren in einem automatisierten System am besten?

Accepted Answer

Sensoren erfassen Eingangsdaten, Aktoren erzeugen Steuersignale.

Answer

Sensoren und Aktoren sind austauschbar und verarbeiten beide Daten.

Answer

Aktoren liefern Eingangsdaten, Sensoren verarbeiten diese.

Answer

Sensoren und Aktoren sind in automatisierten Systemen nicht verbunden.

Question 39

Welche der folgenden Signalarten ist für die Digitalisierung geeignet?

Accepted Answer

Analogsignal

Answer

Rauschsignal

Answer

Digitales Signal

Answer

Impulssignal

Question 40

Welche Komponente wird verwendet, um ein analoges Signal in ein digitales Signal umzuwandeln?

Accepted Answer

Analog-Digital-Wandler (ADC)

Answer

Digital-Analog-Wandler (DAC)

Answer

Schaltkreis

Answer

Mikrocontroller

Question 41

Welches Kriterium ist bei der Auswahl eines Filters nicht relevant?

Accepted Answer

Kosten

Answer

Frequenzbereich

Answer

Phasenverschiebung

Answer

Flankensteilheit

Question 42

Welche Aussage über Tiefpassfilter ist korrekt?

Accepted Answer

Sie lassen niederfrequente Signale passieren.

Answer

Sie lassen hochfrequente Signale passieren.

Answer

Sie invertieren das Eingangssignal.

Answer

Sie verstärken alle Frequenzen gleichmäßig.

Question 43

Welche Methode wird verwendet, um das Signal-Rausch-Verhältnis zu verbessern?

Accepted Answer

Mittelwertbildung

Answer

Integration

Answer

Modulation

Answer

Differenzierung

Question 44

Welche Aussage zur Analog-Digital-Wandlung (A/D-Wandlung) ist korrekt?

Accepted Answer

Wandelt analoge Signale in digitale Signale um.

Answer

Wandelt digitale Signale in analoge Signale um.

Answer

Verarbeitet ausschließlich digitale Signale.

Question 45

Was beschreibt die Abtastrate?

Accepted Answer

Die Anzahl der Abtastwerte pro Sekunde

Answer

Die Bandbreite des Signals

Answer

Die Auflösung des A/D-Wandlers

Answer

Die Anzahl der Bits pro Abtastwert

Question 46

Welcher Filtertyp lässt ausschließlich Frequenzen oberhalb einer bestimmten Grenzfrequenz passieren?

Accepted Answer

Hochpassfilter

Answer

Bandpassfilter

Answer

Tiefpassfilter

Answer

Bandstoppfilter

Question 47

Welche Aufgabe erfüllt ein Digitaler Signalprozessor (DSP)?

Accepted Answer

Verarbeitung digitaler Signale in Echtzeit

Answer

Umwandlung analoger Signale in digitale Signale

Answer

Erzeugung von Steuersignalen für Aktoren

Answer

Implementierung von Filtern in analogen Systemen

Question 48

In welchem Bereich findet Signalaufbereitung und -verarbeitung Anwendung?

Accepted Answer

Bildverarbeitung

Answer

Schweißtechnik

Answer

Mechanische Bearbeitung

Question 49

Was besagt das Abtasttheorem von Nyquist-Shannon?

Accepted Answer

Die Abtastrate muss mindestens doppelt so hoch sein wie die höchste Frequenzkomponente des Signals.

Answer

Die Abtastrate muss gleich der höchsten Frequenzkomponente des Signals sein.

Question 50

Wie unterscheiden sich Tiefpassfilter und Hochpassfilter?

Accepted Answer

Ein Tiefpassfilter lässt niederfrequente Komponenten passieren und unterdrückt hochfrequente Komponenten, während ein Hochpassfilter das Gegenteil bewirkt.

Answer

Ein Tiefpassfilter lässt hochfrequente Komponenten passieren und unterdrückt niederfrequente Komponenten, während ein Hochpassfilter das Gegenteil bewirkt.

Question 51

Welche Aussage zur digitalen Filterung ist zutreffend?

Accepted Answer

Digitale Filter ermöglichen komplexere Filtercharakteristiken als analoge Filter.

Answer

Digitale Filter sind immer kostengünstiger als analoge Filter.

Answer

Digitale Filter sind immer schneller als analoge Filter.

Question 52

Welcher Filtertyp lässt nur Frequenzen unterhalb einer definierten Grenzfrequenz passieren?

Accepted Answer

Tiefpassfilter

Answer

Hochpassfilter

Answer

Bandpassfilter

Answer

Bandsperrfilter

Question 53

Welche der genannten Methoden wird zur Analog-Digital-Wandlung verwendet?

Accepted Answer

Abtastung und Quantisierung

Answer

Fourier-Transformation

Answer

Interpolation und Extrapolation

Answer

Z-Transformation

Question 54

Welches Abtasttheorem besagt, dass die Abtastrate mindestens doppelt so hoch sein muss wie die höchste Frequenzkomponente des Signals?

Accepted Answer

Nyquist-Shannon-Abtasttheorem

Answer

Shannon-Hartley-Theorem

Answer

Fourier-Theorem

Answer

Laplace-Transformation

Question 55

Welche der folgenden Aussagen über Rauschen ist richtig?

Accepted Answer

Rauschen ist ein unerwünschtes Signal, das die Nutzdaten stören kann.

Answer

Rauschen ist immer periodisch.

Answer

Rauschen kann durch Filterung vollständig entfernt werden.

Question 56

Welcher der folgenden Faktoren hat keinen Einfluss auf die Bandbreite eines Signals?

Accepted Answer

Rauschpegel des Signals

Answer

Abtastrate des Signals

Answer

Amplitudenbereich des Signals

Answer

Frequenzbereich des Signals

Question 57

Welcher der folgenden Filtertypen wird zur Glättung von Signalen verwendet?

Accepted Answer

Tiefpassfilter

Answer

Bandsperrfilter

Answer

Bandpassfilter

Answer

Hochpassfilter

Question 58

Welche der folgenden Methoden wird zur Rauschunterdrückung verwendet?

Accepted Answer

Filterung

Answer

Differenzierung

Answer

Integration

Answer

Interpolation

Question 59

Welcher der folgenden Systemparameter beschreibt die Fähigkeit, schnelle Änderungen in einem Signal zu erfassen?

Accepted Answer

Bandbreite

Answer

Auflösung

Answer

Genauigkeit

Answer

Empfindlichkeit

Question 60

Welche der folgenden Aufgaben ist **nicht** Bestandteil der Signalaufbereitung?

Accepted Answer

Signalgenerierung

Answer

Filterung

Answer

Analog-Digital-Wandlung

Answer

Rauschunterdrückung

Question 61

Welches Kriterium gibt die Frequenz an, unterhalb derer ein analoger Filter das Eingangssignal verstärkt?

Accepted Answer

Cut-off-Frequenz

Answer

Bandbreite

Answer

Dämpfung

Answer

Steigung

Question 62

Welcher Filtertyp verstärkt niederfrequente Signale und unterdrückt hochfrequente Signale?

Accepted Answer

Tiefpassfilter

Answer

Bandpassfilter

Answer

Bandsperrfilter

Answer

Hochpassfilter

Question 63

Welche Technik wird verwendet, um Aliasing bei der Digitalisierung von Signalen zu verhindern?

Accepted Answer

Anti-Aliasing-Filter

Answer

Oversampling

Answer

Dithering

Answer

Quantisierung

Question 64

Welche Größe beschreibt die Fähigkeit eines Filters, unerwünschte Frequenzen zu unterdrücken?

Accepted Answer

Dämpfung

Answer

Cut-off-Frequenz

Answer

Steigung

Answer

Bandbreite