Arbeitsblatt Messdatenerfassung und Abtastung mit Lösungen

Kostenloses Arbeitsblatt Messdatenerfassung und Abtastung zum Ausdrucken: 6 Aufgaben von leicht bis Prüfungsniveau, mit Lösungsschlüssel. Drucke es aus oder speichere es als PDF.

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1.Leicht
f0fN​ = ?10 kHz

Ein ADC tastet mit 10 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 10 kHz
fN = kHz
2.Leicht
f0fN​ = ?16 kHz

Ein ADC tastet mit 16 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 16 kHz
fN = kHz
3.Mittel
tTs​ = 1/fs​f = 140 kHzfs​ = 100 kHz

Eine Sinuswelle mit 140 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 100 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in kHz an.

f = 140 kHzfs = 100 kHz
fa = kHz
4.Mittel
Vin​N = 103,3 V2ᴺ − 101 LSB0,932 V?

Ein 10-Bit-ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 3,3 V schneidet ab: Sein Ausgangscode ist ⌊Vin/LSB⌋ mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ. Bestimme den dezimalen Ausgangscode D für eine Eingangsspannung von 0,932 V.

N = 10VFSR = 3,3 VVin = 0,932 V
D =
5.Schwer
Vin​N = ?VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Eine Audiomessung braucht ein ideales Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis von mindestens 40 dB für eine vollausgesteuerte Sinuswelle. Bestimme die kleinste Anzahl an ADC-Bits N.

SQNR ≥ 40 dB
N =
6.Schwer
T10 mV/°C×20∿01N = 10, 10 V? °C/LSB

Ein Temperatursensor liefert 10 mV/°C (0 V bei 0 °C). Sein Signal wird 20-fach verstärkt und einem 10-Bit-ADC mit einem Bereich von 0 bis 10 V zugeführt (1 LSB = VFSR/2ᴺ). Bestimme die Temperaturänderung ΔTLSB, die einem LSB entspricht.

S = 10 mV/°CG = 20N = 10VFSR = 10 V
ΔTLSB = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. fN = 5 kHz
  2. 2. fN = 8 kHz
  3. 3. fa = 40 kHz
  4. 4. D = 289
  5. 5. N = 7
  6. 6. ΔTLSB = 0,04883 °C

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