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 = 105 V2ᴺ − 101 LSB

Ein 10-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 = 10VFSR = 5 V
eq,max = mV
2.Leicht
123⋮3 ch∿01N = 2410 kHz? kbit/s

Ein Datenlogger tastet 3 Kanäle ab, jeden mit 10 kHz und 24-Bit-Auflösung. Bestimme die rohe Datenrate Rb in kbit/s.

n = 3fs = 10 kHzN = 24
Rb = kbit/s
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
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​11·Tb​19200 Bd, 8E1

Ein UART sendet Bytes mit 19200 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 = 19200 Bd8E1
RB = B/s
5.Schwer
T20 mV/°C×5∿01N = 8, 2,5 V? °C/LSB

Ein Temperatursensor liefert 20 mV/°C (0 V bei 0 °C). Sein Signal wird 5-fach verstärkt und einem 8-Bit-ADC mit einem Bereich von 0 bis 2,5 V zugeführt (1 LSB = VFSR/2ᴺ). Bestimme die Temperaturänderung ΔTLSB, die einem LSB entspricht.

S = 20 mV/°CG = 5N = 8VFSR = 2,5 V
ΔTLSB = °C
6.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​1/fbaud​12 MHz / (16·D)

Ein Mikrocontroller mit 12 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 38400 Baud. Bestimme den prozentualen Fehler der tatsächlichen Baudrate (positiv, wenn sie zu schnell ist).

fclk = 12 MHzZiel = 38400 Bd
e = %

Lösungsschlüssel

  1. 1. eq,max = 2,441 mV
  2. 2. Rb = 720 kbit/s
  3. 3. SQNR = 86,04 dB
  4. 4. RB = 1745 B/s
  5. 5. ΔTLSB = 0,09766 °C
  6. 6. e = −2,344 %

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