Erklärung des Begriffe "Datenfrequenz", "Abtastfrequenz", "Bandbreite" in den Datenblättern von Messverstärkern
Datenfrequenz: Anzahl der Messwerte pro Sekunde, die über die Schnittstelle übertragen werden. Die Datenfrequenz ist in der Regel einstellbar in der Konfigurationssoftware des Messverstärkers.
Abtastfrequenz: Anzahl der Analog/Digiatumsetzungen pro Sekunde. Oft auch als "Summenabtastfrequenz oder Summenabtastrate für alle Kanäle des Messverstärkers in den Datenblättern angegeben.
Bandbreite: in Datenblättern von Messvertärkern gelegentlich als Synonym verwendet für Datenfrequenz, Datentransferrate, Datenrate
Messverstärker mit Schnittstelle wandeln mit Hilfe eines Analog/Digital Umformers das analoge Signal in ein digitales. Dies geschieht in festgelegten (oft konfigurierbaren) Intervallen. Der Analog/Digital Umformer erfasst das Analogsignal der sogenannten Abtastfrequenz. Ähnlich wie bei analogen Filtern versucht man die Streuung der Signale zu vermindern. Dies geschieht durch den Einsatz digitaler Filter.
Der einfachste digitale Filter ist das Mittelwertfilter. Durch den Einsatz eines digitalen Filters wird (in der Regel) die Anzahl der Daten vermindert. Die Daten, die über die Schnittstelle (USB, RS232, UART, CANbus, Ethernet, etc...) zur Verfügung gestellt werden, werden in festgelegten Intervallen mit der Datenfreqenz gesendet.
Eine sehr niedrige Datenfrequenz wirkt sich oft nachteilig in einem Regelkreis aus. Daher setzt man meist die gleitende Mittelwertbildung (moving average) ein. Beim gleitenden Mittelwert bleibt die Anzahl der Daten am Ausgang gleich der Anzahl der Daten am Eingang des Filters. Hohe Freuenzen werden gefiltert, was sich am anschaulichsten mit der sogenannten Sprungantwort des Filters nachvollziehen lässt: Ein Signalsprung am Eingang wird mit einer Einschwingzeit am Ausgang verlangsamt wiedergegeben.
Die Zeitkonstante eines Mittelwertfilters ist Anzahl der Mittelungen "m" mal Abtastintervall "T" (mit sehr guter Näherungab ab 100 Mittelungen). Die Grenzfrequenz Fg eines Filters hängt mit der Zeitkonstante zusammen: Fg = 1/(2 pi m T).
Bei einer internen Abtastfrequenz von z.B. 10.000Hz und einer konfigurierten Datenfrequenz von z.B. 100Hz beträgt die Grenzfrequenz etwa 16Hz. Faustregel: Die Grenzfrequenz beträgt etwa 1/6 der (eingestellten) Datenfrequenz.
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