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 = 123,3 V2ᴺ − 101 LSB

Ein 12-Bit-ADC, der auf den nächsten Code rundet, hat einen Eingangsbereich von 0 bis 3,3 V. Bestimme mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ den größten Quantisierungsfehler eq,max in mV.

N = 12VFSR = 3,3 V
eq,max = mV
2.Leicht
f0fs​/2fs​ = ?2 kHz

Ein Sensorsignal enthält Frequenzen bis 2 kHz. Bestimme die minimale Abtastrate fs,min, die es ohne Aliasing erfasst.

fmax = 2 kHz
fs,min = kHz
3.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​11·Tb​57600 Bd, 8N2

Ein UART sendet Bytes mit 57600 Baud im Format 8N2: 8 Datenbits, keine Parität und 2 Stoppbit(s), plus das Startbit. Bestimme die größte Anzahl an Datenbytes pro Sekunde, die er übertragen kann.

baud = 57600 Bd8N2
RB = B/s
4.Mittel
Vin​N = 103,3 V2ᴺ − 101 LSB2,589 V?

Ein 10-Bit-ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 3,3 V schneidet ab: Sein Ausgangscode ist ⌊Vin/LSB⌋ mit 1 LSB = VFSR/2ᴺ. Bestimme den dezimalen Ausgangscode D für eine Eingangsspannung von 2,589 V.

N = 10VFSR = 3,3 VVin = 2,589 V
D =
5.Schwer
Vin​N = ?VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Eine Audiomessung braucht ein ideales Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis von mindestens 75 dB für eine vollausgesteuerte Sinuswelle. Bestimme die kleinste Anzahl an ADC-Bits N.

SQNR ≥ 75 dB
N =
6.Schwer
Vin​N = ?VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Eine Audiomessung braucht ein ideales Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis von mindestens 70 dB für eine vollausgesteuerte Sinuswelle. Bestimme die kleinste Anzahl an ADC-Bits N.

SQNR ≥ 70 dB
N =

Lösungsschlüssel

  1. 1. eq,max = 0,4028 mV
  2. 2. fs,min = 4 kHz
  3. 3. RB = 5236 B/s
  4. 4. D = 803
  5. 5. N = 13
  6. 6. N = 12

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