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​ = ?20 kHz

Ein ADC tastet mit 20 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 20 kHz
fN = kHz
2.Leicht
Vin​N = 122,5 V2ᴺ − 101 LSB = ?

Ein 12-Bit-ADC hat einen Eingangsbereich von 0 bis 2,5 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ die Größe eines LSB in mV.

N = 12VFSR = 2,5 V
1 LSB = mV
3.Mittel
122 ch∿01N = 1020 kHz? MB

Ein Recorder tastet 2 Kanäle mit je 20 kHz mit einem 10-Bit-ADC ab. Jeder Abtastwert wird in ganzen Bytes gespeichert. Bestimme den Speicher M, der für eine Aufzeichnung von 1 min nötig ist, in MB (1 MB = 10⁶ Bytes).

n = 2fs = 20 kHzN = 10t = 1 min
M = MB
4.Mittel
Vin​N = 8VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Bestimme das ideale Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis SQNR eines 8-Bit-ADC für eine vollausgesteuerte Sinuswelle.

N = 8
SQNR = dB
5.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​10·Tb​230400 Bd, 8N1

Ein 12-Bit-ADC streamt jeden Abtastwert über einen UART mit 230400 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 = 230400 BdN = 128N1
fmax = Hz
6.Schwer
122 ch∿01tc​ = 5 µstset​ = 5 µsfs​ = ?

Ein 2-Kanal-Multiplexer speist einen ADC. Jede Wandlung dauert 5 µs, und nach jedem Kanalwechsel braucht der Eingang 5 µs zum Einschwingen. Die Kanäle werden ohne Pause nacheinander abgefragt. Bestimme die Abtastrate fs jedes Kanals in kHz.

n = 2tc = 5 µstset = 5 µs
fs = kHz

Lösungsschlüssel

  1. 1. fN = 10 kHz
  2. 2. 1 LSB = 0,6104 mV
  3. 3. M = 4,8 MB
  4. 4. SQNR = 49,92 dB
  5. 5. fmax = 5760 Hz
  6. 6. fs = 50 kHz

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