Arbeitsblatt Messdatenerfassung und Abtastung mit Lösungen

Eine UART-Verbindung läuft mit 115200 Baud. Bestimme die Dauer T_b eines Bits in µs.

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

Ein Recorder tastet 2 Kanäle mit je 2 kHz mit einem 14-Bit-ADC ab. Jeder Abtastwert wird in ganzen Bytes gespeichert. Bestimme den Speicher M, der für eine Aufzeichnung von 10 min nötig ist, in MB (1 MB = 10⁶ Bytes).

Ein UART sendet Bytes mit 1200 Baud im Format 8N2: 8 Datenbits, keine Parität und 2 Stoppbit(s), plus das Startbit. Bestimme die größte Anzahl an Datenbytes pro Sekunde, die er übertragen kann.

Ein 8-Kanal-Multiplexer speist einen ADC. Jede Wandlung dauert 2,5 µs, und nach jedem Kanalwechsel braucht der Eingang 1 µs zum Einschwingen. Die Kanäle werden ohne Pause nacheinander abgefragt. Bestimme die Abtastrate f_s jedes Kanals in kHz.

Ein Mikrocontroller mit 12 MHz Takt stellt seine UART-Baudrate als f_clk/(16·D) ein, wobei D eine ganze Zahl ist, die auf den nächsten Wert gerundet wird. Die Zielbaudrate beträgt 19200 Baud. Bestimme den prozentualen Fehler der tatsächlichen Baudrate (positiv, wenn sie zu schnell ist).