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​ = ?48 kHz

Ein ADC tastet mit 48 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 48 kHz
fN = kHz
2.Leicht
Vin​N = 125 V2ᴺ − 101 LSB

Ein 12-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 = 12VFSR = 5 V
eq,max = mV
3.Mittel
Vin​N = 14VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Bestimme das ideale Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis SQNR eines 14-Bit-ADC für eine vollausgesteuerte Sinuswelle.

N = 14
SQNR = dB
4.Mittel
Vin​N = 122,5 V2ᴺ − 101 LSB0,371 V?

Ein 12-Bit-ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 2,5 V schneidet ab: Sein Ausgangscode ist ⌊Vin/LSB⌋ mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ. Bestimme den dezimalen Ausgangscode D für eine Eingangsspannung von 0,371 V.

N = 12VFSR = 2,5 VVin = 0,371 V
D =
5.Schwer
124⋮4 ch∿01tc​ = 5 µstset​ = 1 µsfs​ = ?

Ein 4-Kanal-Multiplexer speist einen ADC. Jede Wandlung dauert 5 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 = 4tc = 5 µstset = 1 µs
fs = kHz
6.Schwer
f0fs​/2fs​2,4 kHz7f₁?

Eine Rechteckwelle mit 2,4 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 10 kHz abgetastet. Ein Rechtecksignal enthält die ungeraden Oberschwingungen 3f₁, 5f₁, 7f₁, … Bei welcher Frequenz fa erscheint seine Oberschwingung 7f₁ in den abgetasteten Daten? Gib sie in kHz an.

f₁ = 2,4 kHzfs = 10 kHzOberschwingung: 7f₁
fa = kHz

Lösungsschlüssel

  1. 1. fN = 24 kHz
  2. 2. eq,max = 0,6104 mV
  3. 3. SQNR = 86,04 dB
  4. 4. D = 607
  5. 5. fs = 41,67 kHz
  6. 6. fa = 3,2 kHz

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