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​ = ?3 kHz

Ein Sensorsignal enthält Frequenzen bis 3 kHz. Bestimme die minimale Abtastrate fs,min, die es ohne Aliasing erfasst.

fmax = 3 kHz
fs,min = kHz
2.Leicht
Vin​N = 102,5 V2ᴺ − 101 LSB

Ein 10-Bit-ADC, der auf den nächsten Code rundet, hat einen Eingangsbereich von 0 bis 2,5 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ den größten Quantisierungsfehler eq,max in mV.

N = 10VFSR = 2,5 V
eq,max = mV
3.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​11·Tb​2400 Bd, 8N2

Ein UART sendet Bytes mit 2400 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.

baud = 2400 Bd8N2
RB = B/s
4.Mittel
tTs​ = 1/fs​f = 17 kHzfs​ = 20 kHz

Eine Sinuswelle mit 17 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 20 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in kHz an.

f = 17 kHzfs = 20 kHz
fa = kHz
5.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​11·Tb​19200 Bd, 8E1

Ein 24-Bit-ADC streamt jeden Abtastwert über einen UART mit 19200 Baud im Format 8E1 (Startbit, 8 Datenbits, gerade Parität, 1 Stoppbit). Jeder Abtastwert wird als 3 ganze(s) Byte(s) gesendet, und die Verbindung ist dauernd belegt. Bestimme die höchste Signalfrequenz fmax, die ohne Aliasing abgetastet werden kann, in Hz.

baud = 19200 BdN = 248E1
fmax = Hz
6.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​10·Tb​115200 Bd, 8N1

Ein 24-Bit-ADC streamt jeden Abtastwert über einen UART mit 115200 Baud im Format 8N1 (Startbit, 8 Datenbits, 1 Stoppbit). Jeder Abtastwert wird als 3 ganze(s) Byte(s) gesendet, und die Verbindung ist dauernd belegt. Bestimme die höchste Signalfrequenz fmax, die ohne Aliasing abgetastet werden kann, in Hz.

baud = 115200 BdN = 248N1
fmax = Hz

Lösungsschlüssel

  1. 1. fs,min = 6 kHz
  2. 2. eq,max = 1,221 mV
  3. 3. RB = 218,2 B/s
  4. 4. fa = 3 kHz
  5. 5. fmax = 290,9 Hz
  6. 6. fmax = 1920 Hz

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