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
f0fs​/2fs​ = ?8 kHz

Ein Sensorsignal enthält Frequenzen bis 8 kHz. Bestimme die minimale Abtastrate fs,min, die es ohne Aliasing erfasst.

fmax = 8 kHz
fs,min = kHz
2.Leicht
128⋮8 ch∿01N = 161 kHz? kbit/s

Ein Datenlogger tastet 8 Kanäle ab, jeden mit 1 kHz und 16-Bit-Auflösung. Bestimme die rohe Datenrate Rb in kbit/s.

n = 8fs = 1 kHzN = 16
Rb = kbit/s
3.Mittel
Vin​N = ?10 V2ᴺ − 10≤ 5 mV

Ein ADC mit einem Eingangsbereich von 0 bis 10 V soll Schritte von 5 mV oder kleiner auflösen. Bestimme die kleinste Bitanzahl N.

VFSR = 10 VAuflösung = 5 mV
N =
4.Mittel
Vin​N = 10VFSR​2ᴺ − 101 LSB

Bestimme das ideale Signal-Quantisierungsrausch-Verhältnis SQNR eines 10-Bit-ADC für eine vollausgesteuerte Sinuswelle.

N = 10
SQNR = dB
5.Schwer
T1 mV/°C×4∿01N = 10, 2,5 V? °C/LSB

Ein Temperatursensor liefert 1 mV/°C (0 V bei 0 °C). Sein Signal wird 4-fach verstärkt und einem 10-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 = 1 mV/°CG = 4N = 10VFSR = 2,5 V
ΔTLSB = °C
6.Schwer
122 ch∿01tc​ = 10 µstset​ = 0,5 µsfs​ = ?

Ein 2-Kanal-Multiplexer speist einen ADC. Jede Wandlung dauert 10 µs, und nach jedem Kanalwechsel braucht der Eingang 0,5 µs zum Einschwingen. Die Kanäle werden ohne Pause nacheinander abgefragt. Bestimme die Abtastrate fs jedes Kanals in kHz.

n = 2tc = 10 µstset = 0,5 µs
fs = kHz

Lösungsschlüssel

  1. 1. fs,min = 16 kHz
  2. 2. Rb = 128 kbit/s
  3. 3. N = 11
  4. 4. SQNR = 61,96 dB
  5. 5. ΔTLSB = 0,6104 °C
  6. 6. fs = 47,62 kHz

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