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​ = ?10 kHz

Ein ADC tastet mit 10 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 10 kHz
fN = kHz
2.Leicht
Vin​N = 141 V2ᴺ − 101 LSB = ?

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

N = 14VFSR = 1 V
1 LSB = mV
3.Mittel
tTs​ = 1/fs​f = 130 kHzfs​ = 100 kHz

Eine Sinuswelle mit 130 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 100 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in kHz an.

f = 130 kHzfs = 100 kHz
fa = kHz
4.Mittel
Vin​N = ?10 V2ᴺ − 10≤ 5 mV

Ein ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 10 V soll Schritte von 5 mV oder kleiner auflösen. Bestimme die kleinste Bitanzahl N.

VFSR = 10 VAuflösung = 5 mV
N =
5.Schwer
Vin​N = ?VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Eine Audiomessung braucht ein ideales Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis von mindestens 55 dB für eine vollausgesteuerte Sinuswelle. Bestimme die kleinste Anzahl an ADC-Bits N.

SQNR ≥ 55 dB
N =
6.Schwer
f0fs​/2fs​180 Hz3f₁?

Eine Rechteckwelle mit 180 Hz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 1 kHz abgetastet. Ein Rechtecksignal enthält die ungeraden Oberschwingungen 3f₁, 5f₁, 7f₁, … Bei welcher Frequenz fa erscheint seine Oberschwingung 3f₁ in den abgetasteten Daten? Gib sie in Hz an.

f₁ = 180 Hzfs = 1 kHzOberschwingung: 3f₁
fa = Hz

Lösungsschlüssel

  1. 1. fN = 5 kHz
  2. 2. 1 LSB = 0,06104 mV
  3. 3. fa = 30 kHz
  4. 4. N = 11
  5. 5. N = 9
  6. 6. fa = 460 Hz

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