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
f0fs​/2fs​ = ?22 kHz

Ein Sensorsignal enthält Frequenzen bis 22 kHz. Bestimme die minimale Abtastrate fs,min, die es ohne Aliasing erfasst.

fmax = 22 kHz
fs,min = kHz
2.Leicht
126⋮6 ch∿01N = 101 kHz? kbit/s

Ein Datenlogger tastet 6 Kanäle ab, jeden mit 1 kHz und 10-Bit-Auflösung. Bestimme die rohe Datenrate Rb in kbit/s.

n = 6fs = 1 kHzN = 10
Rb = kbit/s
3.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​11·Tb​2400 Bd, 8E1

Ein UART sendet Bytes mit 2400 Baud im Format 8E1: 8 Datenbits, ein gerades Paritätsbit und 1 Stoppbit(s), plus das Startbit. Bestimme die größte Anzahl an Datenbytes pro Sekunde, die er übertragen kann.

baud = 2400 Bd8E1
RB = B/s
4.Mittel
Vin​N = ?2,5 V2ᴺ − 10≤ 1 mV

Ein ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 2,5 V soll Schritte von 1 mV oder kleiner auflösen. Bestimme die kleinste Bitanzahl N.

VFSR = 2,5 VAuflösung = 1 mV
N =
5.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​1/fbaud​24 MHz / (16·D)

Ein Mikrocontroller mit 24 MHz Takt stellt seine UART-Baudrate als fclk/(16·D) ein, wobei D eine ganze Zahl ist, die auf den nächsten Wert gerundet wird. Die Zielbaudrate beträgt 57600 Baud. Bestimme den prozentualen Fehler der tatsächlichen Baudrate (positiv, wenn sie zu schnell ist).

fclk = 24 MHzZiel = 57600 Bd
e = %
6.Schwer
f0fs​/2fs​1,44 kHz3f₁?

Eine Rechteckwelle mit 1,44 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 8 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 = 1,44 kHzfs = 8 kHzOberschwingung: 3f₁
fa = Hz

Lösungsschlüssel

  1. 1. fs,min = 44 kHz
  2. 2. Rb = 60 kbit/s
  3. 3. RB = 218,2 B/s
  4. 4. N = 12
  5. 5. e = 0,1603 %
  6. 6. fa = 3680 Hz

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