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​ = ?8 kHz

Ein ADC tastet mit 8 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 8 kHz
fN = kHz
2.Leicht
Vin​N = 1010 V2ᴺ − 101 LSB = ?

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

N = 10VFSR = 10 V
1 LSB = mV
3.Mittel
Vin​N = ?200 mm2ᴺ − 10≤ 0,5 mm

Ein Sensor misst Abstand über einen Bereich von 200 mm, und sein Ausgang füllt den gesamten Eingangsbereich eines ADC aus. Die Messung soll 0,5 mm auflösen. Bestimme die kleinste Bitanzahl N, die der ADC braucht.

Bereich = 200 mmAuflösung = 0,5 mm
N =
4.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
5.Schwer
Vin​N = ?VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Eine Audiomessung braucht ein ideales Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis von mindestens 60 dB für eine vollausgesteuerte Sinuswelle. Bestimme die kleinste Anzahl an ADC-Bits N.

SQNR ≥ 60 dB
N =
6.Schwer
f0fs​/2fs​2fs​3fs​2 kHz7f₁?

Eine Rechteckwelle mit 2 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 5 kHz abgetastet. Ein Rechtecksignal enthält die ungeraden Oberschwingungen 3f₁, 5f₁, 7f₁, … Bei welcher Frequenz fa erscheint seine Oberschwingung 7f₁ in den abgetasteten Daten? Gib sie in Hz an.

f₁ = 2 kHzfs = 5 kHzOberschwingung: 7f₁
fa = Hz

Lösungsschlüssel

  1. 1. fN = 4 kHz
  2. 2. 1 LSB = 9,766 mV
  3. 3. N = 9
  4. 4. RB = 218,2 B/s
  5. 5. N = 10
  6. 6. fa = 1000 Hz

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