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
124⋮4 ch∿01N = 102 kHz? kbit/s

Ein Datenlogger tastet 4 Kanäle ab, jeden mit 2 kHz und 10-Bit-Auflösung. Bestimme die rohe Datenrate Rb in kbit/s.

n = 4fs = 2 kHzN = 10
Rb = kbit/s
2.Leicht
f0fN​ = ?100 kHz

Ein ADC tastet mit 100 kHz ab. Bestimme die Nyquist-Frequenz fN, die höchste Signalfrequenz, die er ohne Aliasing darstellen kann.

fs = 100 kHz
fN = kHz
3.Mittel
124⋮4 ch∿01N = 1420 kHz? MB

Ein Recorder tastet 4 Kanäle mit je 20 kHz mit einem 14-Bit-ADC ab. Jeder Abtastwert wird in ganzen Bytes gespeichert. Bestimme den Speicher M, der für eine Aufzeichnung von 10 min nötig ist, in MB (1 MB = 10⁶ Bytes).

n = 4fs = 20 kHzN = 14t = 10 min
M = MB
4.Mittel
Vin​N = ?1000 mm2ᴺ − 10≤ 0,1 mm

Ein Sensor misst Abstand über einen Bereich von 1000 mm, und sein Ausgang füllt den gesamten Eingangsbereich eines ADC aus. Die Messung soll 0,1 mm auflösen. Bestimme die kleinste Bitanzahl N, die der ADC braucht.

Bereich = 1000 mmAuflösung = 0,1 mm
N =
5.Schwer
f0fs​/2fs​2 kHz7f₁?

Eine Rechteckwelle mit 2 kHz wird ohne Anti-Aliasing-Filter mit 20 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 kHzfs = 20 kHzOberschwingung: 7f₁
fa = kHz
6.Schwer
1216⋮16 ch∿01tc​ = 2,5 µstset​ = 2 µsfs​ = ?

Ein 16-Kanal-Multiplexer speist einen ADC. Jede Wandlung dauert 2,5 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 = 16tc = 2,5 µstset = 2 µs
fs = kHz

Lösungsschlüssel

  1. 1. Rb = 80 kbit/s
  2. 2. fN = 50 kHz
  3. 3. M = 96 MB
  4. 4. N = 14
  5. 5. fa = 6 kHz
  6. 6. fs = 13,89 kHz

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