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
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​ = ?4800 Bd

Eine UART-Verbindung läuft mit 4800 Baud. Bestimme die Dauer Tb eines Bits in µs.

baud = 4800 Bd
Tb = µs
2.Leicht
Vin​N = 141 V2ᴺ − 101 LSB

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

N = 14VFSR = 1 V
eq,max = mV
3.Mittel
128⋮8 ch∿01N = 102 kHz? MB

Ein Recorder tastet 8 Kanäle mit je 2 kHz mit einem 10-Bit-ADC ab. Jeder Abtastwert wird in ganzen Bytes gespeichert. Bestimme den Speicher M, der für eine Aufzeichnung von 10 min nötig ist, in MB (1 MB = 10⁶ Bytes).

n = 8fs = 2 kHzN = 10t = 10 min
M = MB
4.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​11·Tb​1200 Bd, 8N2

Ein UART sendet Bytes mit 1200 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 = 1200 Bd8N2
RB = B/s
5.Schwer
128⋮8 ch∿01tc​ = 1 µstset​ = 1 µsfs​ = ?

Ein 8-Kanal-Multiplexer speist einen ADC. Jede Wandlung dauert 1 µs, und nach jedem Kanalwechsel braucht der Eingang 1 µs zum Einschwingen. Die Kanäle werden ohne Pause nacheinander abgefragt. Bestimme die Abtastrate fs jedes Kanals in kHz.

n = 8tc = 1 µstset = 1 µs
fs = kHz
6.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​10·Tb​460800 Bd, 8N1

Ein 16-Bit-ADC streamt jeden Abtastwert über einen UART mit 460800 Baud im Format 8N1 (Startbit, 8 Datenbits, 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 = 460800 BdN = 168N1
fmax = Hz

Lösungsschlüssel

  1. 1. Tb = 208,3 µs
  2. 2. eq,max = 0,03052 mV
  3. 3. M = 19,2 MB
  4. 4. RB = 109,1 B/s
  5. 5. fs = 62,5 kHz
  6. 6. fmax = 11520 Hz

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