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
Vin​N = 161 V2ᴺ − 101 LSB = ?

Ein 16-Bit-ADC hat einen Eingangsbereich von 0 bis 1 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ die Größe eines LSB in mV.

N = 16VFSR = 1 V
1 LSB = mV
2.Leicht
Vin​N = 165 V2ᴺ − 101 LSB

Ein 16-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 = 16VFSR = 5 V
eq,max = mV
3.Mittel
tTs​ = 1/fs​f = 5,5 kHzfs​ = 5 kHz

Eine Sinuswelle mit 5,5 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 5 kHz abgetastet. Bei welcher Frequenz fa erscheint sie in den Abtastwerten? Gib sie in Hz an.

f = 5,5 kHzfs = 5 kHz
fa = Hz
4.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​10·Tb​19200 Bd, 8N1

Ein UART sendet Bytes mit 19200 Baud im Format 8N1: 8 Datenbits, keine Parität und 1 Stoppbit(s), plus das Startbit. Bestimme die größte Anzahl an Datenbytes pro Sekunde, die er übertragen kann.

baud = 19200 Bd8N1
RB = B/s
5.Schwer
Vin​N = ?VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Eine Audiomessung braucht ein ideales Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis von mindestens 40 dB für eine vollausgesteuerte Sinuswelle. Bestimme die kleinste Anzahl an ADC-Bits N.

SQNR ≥ 40 dB
N =
6.Schwer
126⋮6 ch∿01tc​ = 10 µstset​ = 2 µsfs​ = ?

Ein 6-Kanal-Multiplexer speist einen ADC. Jede Wandlung dauert 10 µs, und nach jedem Kanalwechsel braucht der Eingang 2 µs zum Einschwingen. Die Kanäle werden ohne Pause nacheinander abgefragt. Bestimme die Abtastrate fs jedes Kanals in kHz.

n = 6tc = 10 µstset = 2 µs
fs = kHz

Lösungsschlüssel

  1. 1. 1 LSB = 0,01526 mV
  2. 2. eq,max = 0,03815 mV
  3. 3. fa = 500 Hz
  4. 4. RB = 1920 B/s
  5. 5. N = 7
  6. 6. fs = 13,89 kHz

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