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​ = ?4 kHz

Ein ADC tastet mit 4 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 4 kHz
fN = kHz
2.Leicht
Vin​N = 1410 V2ᴺ − 101 LSB = ?

Ein 14-Bit-ADC hat einen Eingangsbereich von 0 bis 10 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ die Größe eines LSB in mV.

N = 14VFSR = 10 V
1 LSB = mV
3.Mittel
Vin​N = 8VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Bestimme das ideale Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis SQNR eines 8-Bit-ADC für eine vollausgesteuerte Sinuswelle.

N = 8
SQNR = dB
4.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​10·Tb​2400 Bd, 8N1

Ein UART sendet Bytes mit 2400 Baud im Format 8N1: 8 Datenbits, keine Parität und 1 Stoppbit(s), plus das Startbit. Bestimme die größte Anzahl an Datenbytes pro Sekunde, die er übertragen kann.

baud = 2400 Bd8N1
RB = B/s
5.Schwer
f0fs​/2fs​11 kHz5f₁?

Eine Rechteckwelle mit 11 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 50 kHz abgetastet. Ein Rechtecksignal enthält die ungeraden Oberschwingungen 3f₁, 5f₁, 7f₁, … Bei welcher Frequenz fa erscheint seine Oberschwingung 5f₁ in den abgetasteten Daten? Gib sie in kHz an.

f₁ = 11 kHzfs = 50 kHzOberschwingung: 5f₁
fa = kHz
6.Schwer
122 ch∿01tc​ = 5 µstset​ = 5 µsfs​ = ?

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

n = 2tc = 5 µstset = 5 µs
fs = kHz

Lösungsschlüssel

  1. 1. fN = 2 kHz
  2. 2. 1 LSB = 0,6104 mV
  3. 3. SQNR = 49,92 dB
  4. 4. RB = 240 B/s
  5. 5. fa = 5 kHz
  6. 6. fs = 50 kHz

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