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
f0fs​/2fs​ = ?1 kHz

Ein Sensorsignal enthält Frequenzen bis 1 kHz. Bestimme die minimale Abtastrate fs,min, die es ohne Aliasing erfasst.

fmax = 1 kHz
fs,min = kHz
2.Leicht
Vin​N = 103,3 V2ᴺ − 101 LSB

Ein 10-Bit-ADC, der auf den nächsten Code rundet, hat einen Eingangsbereich von 0 bis 3,3 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ den größten Quantisierungsfehler eq,max in mV.

N = 10VFSR = 3,3 V
eq,max = mV
3.Mittel
tTs​ = 1/fs​f = 3,6 kHzfs​ = 4 kHz

Eine Sinuswelle mit 3,6 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 4 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in Hz an.

f = 3,6 kHzfs = 4 kHz
fa = Hz
4.Mittel
tTs​ = 1/fs​f = 9,2 kHzfs​ = 8 kHz

Eine Sinuswelle mit 9,2 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 8 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in Hz an.

f = 9,2 kHzfs = 8 kHz
fa = Hz
5.Schwer
T10 mV/°C×1∿01N = 10, 2,5 V? °C/LSB

Ein Temperatursensor liefert 10 mV/°C (0 V bei 0 °C). Sein Signal wird 1-fach verstärkt und einem 10-Bit-ADC mit einem Bereich von 0 bis 2,5 V zugeführt (1 LSB = VFSR/2ᴺ). Bestimme die Temperaturänderung ΔTLSB, die einem LSB entspricht.

S = 10 mV/°CG = 1N = 10VFSR = 2,5 V
ΔTLSB = °C
6.Schwer
128⋮8 ch∿01tc​ = 5 µstset​ = 2,5 µsfs​ = ?

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

n = 8tc = 5 µstset = 2,5 µs
fs = kHz

Lösungsschlüssel

  1. 1. fs,min = 2 kHz
  2. 2. eq,max = 1,611 mV
  3. 3. fa = 400 Hz
  4. 4. fa = 1200 Hz
  5. 5. ΔTLSB = 0,2441 °C
  6. 6. fs = 16,67 kHz

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