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
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​Tb​ = ?38400 Bd

Eine UART-Verbindung läuft mit 38400 Baud. Bestimme die Dauer Tb eines Bits in µs.

baud = 38400 Bd
Tb = µs
2.Leicht
f0fs​/2fs​ = ?10 kHz

Ein Sensorsignal enthält Frequenzen bis 10 kHz. Bestimme die minimale Abtastrate fs,min, die es ohne Aliasing erfasst.

fmax = 10 kHz
fs,min = kHz
3.Mittel
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​PTb​11·Tb​9600 Bd, 8E1

Ein UART sendet Bytes mit 9600 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 = 9600 Bd8E1
RB = B/s
4.Mittel
124⋮4 ch∿01N = 2425 kHz? MB

Ein Recorder tastet 4 Kanäle mit je 25 kHz mit einem 24-Bit-ADC ab. Jeder Abtastwert wird in ganzen Bytes gespeichert. Bestimme den Speicher M, der für eine Aufzeichnung von 5 min nötig ist, in MB (1 MB = 10⁶ Bytes).

n = 4fs = 25 kHzN = 24t = 5 min
M = MB
5.Schwer
SD0​D1​D2​D3​D4​D5​D6​D7​1/fbaud​16 MHz / (16·D)

Ein Mikrocontroller mit 16 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 57600 Baud. Bestimme den prozentualen Fehler der tatsächlichen Baudrate (positiv, wenn sie zu schnell ist).

fclk = 16 MHzZiel = 57600 Bd
e = %
6.Schwer
T20 mV/°C×10∿01N = 12, 5 V? °C/LSB

Ein Temperatursensor liefert 20 mV/°C (0 V bei 0 °C). Sein Signal wird 10-fach verstärkt und einem 12-Bit-ADC mit einem Bereich von 0 bis 5 V zugeführt (1 LSB = VFSR/2ᴺ). Bestimme die Temperaturänderung ΔTLSB, die einem LSB entspricht.

S = 20 mV/°CG = 10N = 12VFSR = 5 V
ΔTLSB = °C

Lösungsschlüssel

  1. 1. Tb = 26,04 µs
  2. 2. fs,min = 20 kHz
  3. 3. RB = 872,7 B/s
  4. 4. M = 90 MB
  5. 5. e = 2,124 %
  6. 6. ΔTLSB = 0,006104 °C

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