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
Vin​N = 145 V2ᴺ − 101 LSB

Ein 14-Bit-ADC, der auf den nächsten Code rundet, hat einen Eingangsbereich von 0 bis 5 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ den größten Quantisierungsfehler eq,max in mV.

N = 14VFSR = 5 V
eq,max = mV
2.Leicht
Vin​N = 1610 V2ᴺ − 101 LSB = ?

Ein 16-Bit-ADC hat einen Eingangsbereich von 0 bis 10 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ die Größe eines LSB in mV.

N = 16VFSR = 10 V
1 LSB = mV
3.Mittel
122 ch∿01N = 1620 kHz? MB

Ein Recorder tastet 2 Kanäle mit je 20 kHz mit einem 16-Bit-ADC ab. Jeder Abtastwert wird in ganzen Bytes gespeichert. Bestimme den Speicher M, der für eine Aufzeichnung von 5 min nötig ist, in MB (1 MB = 10⁶ Bytes).

n = 2fs = 20 kHzN = 16t = 5 min
M = MB
4.Mittel
Vin​N = 1210 V2ᴺ − 11 LSB0,655 V?

Ein 12-Bit-ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 10 V schneidet ab: Sein Ausgangscode ist ⌊Vin/LSB⌋ mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ. Bestimme den dezimalen Ausgangscode D für eine Eingangsspannung von 0,655 V.

N = 12VFSR = 10 VVin = 0,655 V
D =
5.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​11·Tb​57600 Bd, 8E1

Ein 10-Bit-ADC streamt jeden Abtastwert über einen UART mit 57600 Baud im Format 8E1 (Startbit, 8 Datenbits, gerade Parität, 1 Stoppbit). Jeder Abtastwert wird als 2 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 = 57600 BdN = 108E1
fmax = Hz
6.Schwer
f0fs​/2fs​2fs​2,25 kHz5f₁?

Eine Rechteckwelle mit 2,25 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 5f₁ in den abgetasteten Daten? Gib sie in Hz an.

f₁ = 2,25 kHzfs = 5 kHzOberschwingung: 5f₁
fa = Hz

Lösungsschlüssel

  1. 1. eq,max = 0,1526 mV
  2. 2. 1 LSB = 0,1526 mV
  3. 3. M = 24 MB
  4. 4. D = 268
  5. 5. fmax = 1309 Hz
  6. 6. fa = 1250 Hz

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